Classes de consistance du béton

Les différentes classes de consistance du béton

Quelle classe de consistance du béton prêt à l’emploi choisir ?

  • Le béton S1 est utilisé dans le domaine de la voirie (béton de chaussée, béton extrudé pour réaliser les séparateurs de voies, …). Sa mise en œuvre nécessite des machines spécifiques et un compactage puissant du béton. Il est aussi utilisé dans le cas des bétons fermes pris sous-centrale.
  • Le béton S2 est utilisé pour réaliser les ouvrages en pente (ex : descente de garage).
  • Le béton S3 est le plus fréquemment utilisé pour tous les ouvrages courants (dalle, voiles, poteaux, poutres, fondations, …). Très plastique et maniable, c’est la fluidité classique employée pour les bétons traditionnels.
  • Le béton S4 (béton fluide) s’utilise dans les structures verticales ou horizontales (ne pas utiliser en cas de pente supérieure à 2%). Il facilite la mise en place, permet un bon remplissage des coffrages dans les structures très ferraillées ou les formes complexes, facilite le pompage, améliore la qualité des parements et simplifie les opérations de vibration. La maniabilité est augmentée sans rajout d’eau. La fluidification se fait en centrale par ajout d’adjuvant fluidifiant.
  • Le béton S5 est très fluide. Cette catégorie regroupe notamment les bétons autoplacants. Ces bétons sont mis en œuvre sans vibration, car ils se compactent sous leur propre poids. Ils sont utilisés pour des applications horizontales et verticales (voiles, poutres, poteaux, fondations superficielles, fondations profondes, dalles, dallages, remplissage de blocs à bancher…). La mise en œuvre est encore plus facilitée, et ils permettent le remplissage de formes complexes et / ou fortement ferraillées. Leur niveau de fluidité très élevé est rendu possible grâce à l’emploi d’adjuvant spécifique (superplastifiant) ainsi qu’à l’ajout d’addition (ex : filler calcaire) en plus du ciment.

L’ouvrabilité, qualité première du béton frais

L’ouvrabilité ou maniabilité est la qualité essentielle du béton frais, qui le rend apte à remplir n’importe quel volume. Ceci à condition que la formule soit adaptée et que les moyens de mise en œuvre soient appropriés.

L’ouvrabilité se définit comme l’aptitude d’un béton à remplir les coffrages (ou les moules) et à enrober convenablement les armatures.

Les paramètres qui impactent l’ouvrabilité sont le ciment (type et dosage), les granulats (propreté, forme, granulométrie), l’emploi d’adjuvants et, bien entendu, la teneur en eau du béton. Cette dernière influe directement sur le comportement du béton frais. Seulement attention, le dosage en eau ne doit pas être augmenté au-delà d’une certaine valeur dans le seul but d’augmenter l’ouvrabilité.

En effet, un excès d’eau est préjudiciable au béton car il engendre :

  • du ressuage : création d’un film d’eau en surface du béton, qui engendre de la fissuration après évaporation et une surface poudreuse ;
  • une diminution des résistances mécaniques ;
  • une porosité élevée et donc une mauvaise durabilité du béton ;
  • un risque de ségrégation des constituants du béton (séparation entre la pâte et les gravillons, ces derniers descendent dans le fond du coffrage) ;
  • un retrait augmenté et donc un risque fort de fissuration ;
  • un mauvais état de surface (surface poudreuse) ;
  • des parements de mauvaise qualité (bullage, veines de sable, nids de graviers).

La teneur en eau doit être strictement limitée au minimum compatible avec les exigences d’ouvrabilité et d’hydratation du ciment.

Mesure et contrôle de l’ouvrabilité

La grandeur qui caractérise l’ouvrabilité du béton est la consistance. Sa mesure peut être facilement effectuée sur chantier avec la méthode du cône d’Abrams ou « slump test », qui est un essai d’affaissement d’un volume de béton de forme tronconique.

L’essai d’affaissement au cône d’Abrams :

L’essai d’affaissement au cône d’Abrams (provient du nom de son inventeur, attention à l’orthographe, ne pas écrire cône d’abraham) est incontestablement un des plus simples et des plus fréquemment utilisés. Il ne nécessite qu’un matériel peu couteux et peut être exécuté par un personnel non hautement qualifié mais ayant reçu les instructions nécessaires au cours de quelques séances de démonstration.

Cet essai servant à mesurer l’affaissement fait l’objet de la norme NF EN 12350-2, dont voici les principes essentiels :

  • remplir de béton un moule tronconique (D = 20cm, d = 10cm, h = 30cm) ;
  • le remplissage s’effectue en trois couches compactées avec une tige d’acier de 16mm de diamètre dont l’extrémité est arrondie, à raison de 25 coups par couche ;
  • on soulève ensuite le moule avec précaution ;
  • on mesure l’affaissement du béton.

Les différentes classes d’affaissement :

Selon la valeur obtenue, le béton est classé en fonction de sa consistance. La norme NF EN 206/CN indique 5 classes de consistance béton S1 à S5 déterminées par mesure du slump, leurs valeurs étant :

ClasseAffaissement en mmDésignation de la consistance
S110 à 40Ferme
S250 à 90Plastique
S3100 à 150Très plastique
S4160 à 210Fluide
S5≥ 220Très fluide

Cas spécifique du béton autoplaçant (BAP)

La classe d’affaissement des BAP est S5. Seulement pour des niveaux d’affaissement ≥ 220mm, l’essai d’affaissement au cône d’Abrams n’est plus suffisamment précis pour caractériser sa consistance. La norme NF EN 206/CN (anciennement norme nf en 206-1) recommande alors de mesurer la consistance des BAP selon l’essai d’étalement au cône d’Abrams selon NF EN 12350-8.
Pour réaliser cet essai d’étalement (ou slump flow) on utilise le cône d’Abrams posé sur une plaque plane en acier. L’essai consiste à remplir le cône d’Abrams en une fois, puis de le soulever et de mesurer le diamètre moyen de la flaque d’étalement obtenue (2 mesures correspondant à 2 diamètres perpendiculaires). Plus le diamètre est important, plus le niveau de fluidité est élevé.

ClasseEtalement au cône d’Abrams en mm
SF1550 à 650
SF2660 à 750
SF3760 à 850

Les classes d’étalement couramment utilisées sont SF1 et SF2 (applications courantes horizontales – BAN – ou verticales).
La classe SF3 est utilisée pour des applications verticales spécifiques (voiles de grande hauteur, bâtiments où des parements soignés sont recherchés).