1 Sur le temps de prise du béton
Prise initiale : Le temps de prise initiale est le temps nécessaire entre le moment où le ciment est mélangé à l’eau et le moment où la boue commence à perdre sa plasticité.
Temps de prise final : c’est le temps nécessaire pour que le ciment, après avoir été mélangé à l’eau, perde complètement sa plasticité et commence à durcir et à gagner en résistance. Le temps de prise est essentiel dans la construction : si la prise initiale est trop courte, le ciment risque de ne pas pouvoir être travaillé ; si la prise finale est trop longue, le processus de construction est retardé.
Pour le ciment silicaté :
Temps de prise initiale : il ne doit pas être inférieur à 45 minutes.
Temps de prise finale : ne doit pas dépasser 390 minutes.
Pour le ciment ordinaire :
Temps de prise initial : il ne doit pas être inférieur à 45 minutes.
Temps de prise final : ne doit pas dépasser 600 minutes.
Si le temps de prise initial du ciment n’est pas conforme aux exigences, le ciment doit être mis au rebut. Si le temps de prise final n’est pas dans les limites requises, il sera considéré comme non qualifié.
Le temps de prise initial du béton dépend généralement du type de ciment utilisé. Bien qu’il n’y ait pas de temps uniforme, il se situe généralement dans une fourchette de 2 à 3 heures. L’ajout d’un agent de prise précoce peut réduire le temps de prise initial à une demi-heure, tandis que l’ajout d’un retardateur peut le prolonger jusqu’à 5-10 heures.
Le temps de prise initial exact est généralement déterminé par des tests, et chaque lot de ciment de chaque usine doit être soumis à ce test. Le temps de prise initial est défini comme la période entre le moment où le ciment est mélangé à l’eau et le moment où la boue commence à perdre sa plasticité. Le temps de prise final est le moment où la pâte perd complètement sa plasticité et commence à gagner en résistance.
Pour s’assurer que la pâte de ciment reste maniable pendant la construction, les normes nationales spécifient un temps de prise initial minimum. En outre, pour permettre à la structure formée de gagner en résistance suffisamment rapidement pour supporter les charges, le temps de prise final ne doit pas dépasser les limites spécifiées par ces normes.
2 Comment déterminer le temps de prise du béton.
2.1 Détermination du temps de coagulation initiale
Le processus de formation de la structure de la pâte de ciment révèle que les produits d’hydratation doivent croître suffisamment pour relier les particules en un réseau cohésif, permettant à la pâte de ciment de commencer à prendre. D’un point de vue rhéologique, pour que la pâte s’écoule, une force externe doit être appliquée jusqu’à ce que la contrainte de cisaillement résultante brise la structure de la maille en formation. Cette contrainte de cisaillement nécessaire est appelée « valeur limite d’élasticité ».
Une fois le ciment mélangé à l’eau, la limite d’élasticité augmente d’abord avec l’hydratation, ralentit, puis augmente à nouveau plus rapidement. La première augmentation est due à la formation rapide d’aluminate de calcium, le gypse dihydraté se formant si le gypse hémihydraté est présent. La seconde augmentation rapide de la valeur de rendement est attribuée à la forte hydratation du silicate tricalcique, formant le C-S-H (silicate de calcium hydraté).
Le « temps de prise initiale » correspond au moment où la valeur de rendement atteint un niveau spécifique juste avant cette deuxième augmentation rapide. Par conséquent, le temps de prise initiale est influencé non seulement par l’hydratation de l’aluminate tricalcique et des phases de fer, mais aussi par l’hydratation du silicate tricalcique. Le processus global de prise, de la prise initiale à la prise finale, est principalement contrôlé par l’hydratation du silicate tricalcique.
Conditions d’essai du ciment :
Température : La salle d’essai doit être maintenue à une température comprise entre 17 et 25 °C, avec une humidité relative supérieure à 50 %.
Boîte de polymérisation : La température doit être de 20±1°C.
Matériaux : La température de l’éprouvette de ciment, du sable standard, de l’eau de gâchage et des moules d’essai doit correspondre à celle de la salle d’essai.
Eau : Utiliser de l’eau propre et fraîche pour les essais.
Normes nationales :
Temps de prise initiale : ne doit pas être inférieur à 45 minutes, et varie généralement de 1 à 3 heures.
Temps de prise final : ne doit pas dépasser 12 heures, généralement entre 5 et 8 heures.
Méthode d’essai :
Ajouter de l’eau à la consistance standard au ciment et créer une pâte nette dans le moule d’essai.
Temps de prise initial : mesuré lorsque l’aiguille du testeur s’enfonce dans la pâte à une profondeur de 0,5 à 1,0 mm à partir du fond.
Temps de prise final : mesuré lorsque l’aiguille ne s’enfonce pas de plus de 1,0 mm dans la pâte.
Pour le béton, le temps de prise initial est généralement de 2 à 4 heures. Avec un retardateur, il peut atteindre 6 à 10 heures. Cependant, le malaxage continu pendant le transport et les températures élevées en été peuvent prolonger le temps de prise initial.
Voici une version révisée du texte pour en améliorer la clarté et la logique :
Le temps de prise du béton est divisé en deux étapes : la prise initiale et la prise finale. La prise initiale a lieu lorsque le béton commence à perdre sa plasticité, tandis que la prise finale a lieu lorsqu’il perd complètement sa plasticité.
Le temps de prise du béton est généralement lié au temps de prise du ciment utilisé. Pour un ciment ordinaire, la prise initiale ne doit pas être inférieure à 45 minutes et la prise finale ne doit pas dépasser 10 heures. Le béton suit généralement un schéma similaire.
Toutefois, le béton moderne est souvent mélangé à divers matériaux et additifs, qui peuvent affecter de manière significative le temps de prise. Ces additifs, tels que les retardateurs ou les accélérateurs, peuvent prolonger ou raccourcir le temps de prise en fonction de leur fonction spécifique.
2.2 Détermination du temps de coagulation final
Le temps de prise du béton, également appelé temps de mûrissement ou âge en jours, suit une relation curviligne avec le développement de la résistance. Au cours des 14 premiers jours, la résistance augmente rapidement. Après 14 jours, le taux de croissance ralentit, et après 28 jours, il devient encore plus progressif. En général, le béton continue à gagner en résistance pendant 2 à 3 ans, après quoi la croissance de la résistance cesse.
L’évolution de la résistance du béton est influencée non seulement par le temps de durcissement, mais aussi par des facteurs tels que le type de ciment, les conditions de durcissement et la température ambiante. Par exemple, un béton fabriqué avec 425 ciment de silicate ordinaire peut atteindre 60 % de sa résistance nominale en 7 jours à 20°C, et 95 à 100 % en 28 jours. À 10°C, il n’atteint qu’environ 45 % en 7 jours et 80 % en 28 jours. Dans des conditions de gel, tant que le béton atteint plus de 30 % de sa résistance nominale avant le gel, il peut continuer à gagner en résistance, bien que plus lentement.
Processus de prise :
Prise initiale : Elle se produit entre 45 minutes et 1 heure après le mélange, lorsque le gel de ciment commence à se solidifier.
Prise finale : Elle se produit environ 12 heures après le mélange, mais le gel reste à l’état de plastique mou avant de durcir progressivement pour devenir solide.
Pendant la phase de prise initiale, la pâte de ciment conserve une certaine fluidité, ce qui la rend apte au transport, au coulage et au compactage. De la prise initiale à la prise finale, la mobilité diminue progressivement. Après 6 à 8 heures (à l’approche de la prise finale), la pâte perd sa mobilité et sa résistance, ce qui la rend vulnérable aux dommages. Pendant cette période, une attention particulière est nécessaire pour assurer un développement stable de la résistance.
