6 façons que vous connaissez de tester la résistance du béton et 1 que vous ne connaissez peut-être pas

Lorsque vous choisissez une méthode de mesure et de surveillance de la résistance du béton, il est important que les gestionnaires de projet considèrent l’impact de chaque technique sur leur calendrier. Alors que certains processus d’essai peuvent être effectués directement sur place, d’autres nécessitent un délai supplémentaire pour que des installations tierces fournissent des données de résistance. Le temps n’est pas le seul facteur qui contribue aux décisions des gestionnaires de projet. La précision du processus d’essai est tout aussi importante car elle affecte directement la qualité de la structure en béton.

La méthode la plus courante pour surveiller la résistance du béton in situ est l’utilisation de cylindres durcis sur place. Cette pratique est restée généralement inchangée depuis le début du 19ème siècle. Ces échantillons sont coulés et durcis conformément à la norme ASTM C31 et leur résistance à la compression est testée par un laboratoire tiers à différents stades. Habituellement, si la dalle a atteint 75 % de sa résistance nominale, les ingénieurs donnent le feu vert à leur équipe pour passer aux étapes suivantes du processus de construction.

Il y a eu de nombreux développements pour accélérer le processus de durcissement depuis que cette méthode d’essai a été introduite. Cela inclut l’utilisation de couvertures chauffantes, d’additifs et de pare-vapeur, etc. Cependant, les entrepreneurs attendent toujours trois jours après leur coulée avant de tester la résistance, même si leurs objectifs sont souvent atteints bien plus tôt que cela.

Malgré le fait de savoir cela, de nombreux chefs de projet préfèrent s’en tenir à cette pratique d’essai parce que c’est « la façon dont cela a toujours été fait ». Cependant, cela ne signifie pas que cette technique soit la méthode la plus rapide et la plus précise pour tester la résistance de toutes leurs coulées. En fait, il existe de nombreuses pratiques différentes, en dehors des tests de rupture de cylindre, qui peuvent être utilisées. Voici sept approches différentes à considérer lors du choix d’une méthode de test de résistance :

6 façons que vous connaissez pour tester la résistance du béton et 1 dont vous n’avez peut-être pas entendu parler

Méthodes pour tester le béton. Mesure de la résistance

  1. Marteau à rebond ou marteau Schmidt (ASTM C805)

Essai au marteau à rebond

Essai au marteau à rebond
Méthode : Un mécanisme de libération à ressort est utilisé pour activer un marteau qui percute un plongeur pour s’enfoncer dans la surface du béton. Une valeur de 10 à 100 est attribuée à la distance de rebond entre le marteau et la surface du béton. Cette mesure est ensuite corrélée à la résistance des bétons.

Pros : Relativement facile à utiliser et peut être effectué directement sur place.

Cons : Un étalonnage préalable à l’aide d’échantillons carottés est nécessaire pour des mesures précises. Les résultats du test peuvent être faussés par les conditions de surface et la présence de gros agrégats ou de barres d’armature sous l’emplacement du test.

  1. Test de résistance à la pénétration (ASTM C803)

Test de résistance à la pénétration

Test de résistance à la pénétration
Méthode : Pour réaliser un essai de résistance à la pénétration, un dispositif enfonce une petite tige ou une sonde dans la surface du béton. La force utilisée pour pénétrer la surface, et la profondeur du trou, est corrélée à la résistance du béton en place.

Pros : Relativement facile à utiliser et peut être effectué directement sur place.

Cons : Les données sont significativement affectées par les conditions de surface ainsi que par le type de coffrage et de granulats utilisés. Nécessite un pré-calibrage à l’aide de plusieurs échantillons de béton pour des mesures de résistance précises.

  1. Vélocité de l’impulsion ultrasonique (ASTM C597)

Essai de vitesse de l'impulsion ultrasonique

Essai de vitesse de l'impulsion ultrasonique
Méthode : Cette technique détermine la vitesse d’une impulsion d’énergie vibratoire à travers une dalle. La facilité avec laquelle cette énergie se fraie un chemin à travers la dalle fournit des mesures concernant l’élasticité du béton, sa résistance à la déformation ou à la contrainte, et sa densité. Ces données sont ensuite corrélées à la résistance de la dalle.

Pros : Il s’agit d’une technique d’essai non destructive qui peut également être utilisée pour détecter les défauts dans le béton, tels que les fissures et les alvéoles.

Cons : Cette technique est fortement influencée par la présence d’armatures, de granulats et d’humidité dans l’élément en béton. Elle nécessite également un étalonnage avec plusieurs échantillons pour un test précis.

  1. Test d’arrachement (ASTM C900)

Test d'arrachement

Test d'arrachement
Méthode : Le principal principe de cet essai consiste à tirer le béton à l’aide d’une tige métallique coulée en place ou installée après coup dans le béton. La forme conique tirée, en combinaison avec la force nécessaire pour tirer le béton, est corrélée à la résistance à la compression.

Pros : Facile à utiliser et peut être réalisé sur des constructions neuves et anciennes.

Cons : Ce test implique d’écraser ou d’endommager le béton. Un grand nombre d’échantillons d’essai sont nécessaires à différents endroits de la dalle pour obtenir des résultats précis.

  1. Cylindres coulés en place (ASTM C873)

Essai de cylindre coulé en place

Essai de cylindre coulé en place
Méthode : Des moules cylindriques sont placés à l’emplacement de la coulée. Du béton frais est coulé dans ces moules qui restent dans la dalle. Une fois durcis, ces spécimens sont retirés et compressés pour déterminer leur résistance.

Pros : Est considéré comme plus précis que les spécimens durcis sur le terrain car le béton est soumis aux mêmes conditions de durcissement de la dalle en place, contrairement aux spécimens durcis sur le terrain.

Cons : Il s’agit d’une technique destructive qui nécessite d’endommager l’intégrité structurelle de la dalle. Les emplacements des trous doivent être réparés par la suite. Un laboratoire doit être utilisé pour obtenir des données de résistance.

  1. Carotte forée (ASTM C42)

Test de carotte forée

Test de carotte forée
Méthode : Un carottier est utilisé pour extraire le béton durci de la dalle. Ces échantillons sont ensuite compressés dans une machine pour contrôler la résistance du béton in situ.

Pros : Ces échantillons sont considérés comme plus précis que les spécimens durcis sur le terrain parce que le béton dont la résistance est testée a été soumis à l’histoire thermique réelle et aux conditions de durcissement de la dalle en place.

Cons : Il s’agit d’une technique destructive qui nécessite d’endommager l’intégrité structurelle de la dalle. Les emplacements des carottes doivent être réparés par la suite. Un laboratoire doit être utilisé pour obtenir les données de résistance.

  1. Capteurs de maturité sans fil (ASTM C1074)

Capteur de maturité du béton

Capteur de maturité du béton
Méthode : Cette technique repose sur le principe que la résistance du béton est directement liée à l’historique de sa température d’hydratation. Des capteurs sans fil sont placés dans le coffrage du béton, fixés sur les barres d’armature, avant le coulage. Les données de température sont collectées par le capteur et téléchargées sur un appareil intelligent au moyen d’une application utilisant une connexion sans fil. Ces informations sont utilisées pour calculer la résistance à la compression de l’élément en béton in situ sur la base de l’équation de maturité qui est configurée dans l’appli.

Pros : Les données de résistance à la compression sont données en temps réel et mises à jour toutes les 15 minutes. Par conséquent, les données sont considérées comme plus précises et plus fiables car les capteurs sont intégrés directement dans le coffrage, ce qui signifie qu’ils sont soumis aux mêmes conditions de durcissement que l’élément en béton in-situ. Cela signifie également qu’il n’y a pas de temps perdu sur place à attendre les résultats d’un laboratoire tiers.

Cons : Nécessite un étalonnage unique pour chaque mélange de béton afin d’établir une courbe de maturité à l’aide d’essais de rupture de cylindre.

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Résumé de la précision et de la facilité d'utilisation des techniques de mesure de la résistance en place

Résumé de la précision et de la facilité d’utilisation des techniques de mesure de la résistance en place.place strength measurements techniques

Méthodes combinées de mesure de la résistance du béton

Une combinaison de ces méthodes de mesure de la résistance à la compression est parfois utilisée pour assurer le contrôle et l’assurance de la qualité d’une structure en béton. Une méthode combinée donne un aperçu plus complet de votre dalle, vous permettant de confirmer les données de résistance en utilisant plus d’une méthode d’essai. La précision de vos données de résistance augmentera également car l’utilisation de plusieurs méthodes permettra de tenir compte des facteurs d’influence, tels que le type de ciment, la taille des agrégats et les conditions de durcissement. Par exemple, une combinaison de la méthode de vitesse d’impulsion ultrasonique et de l’essai au marteau à rebond a été étudiée. De même, lorsque vous utilisez la méthode de la maturité sur votre chantier pour tester la résistance à la compression, il est recommandé d’effectuer des essais de rupture de cylindre au jour 28 du cycle de vie de votre béton à des fins d’acceptation et pour confirmer la résistance de votre dalle in situ.

Comment décider de la méthode de mesure de la résistance du béton à utiliser pour votre prochaine coulée

Des tests comme la technique du marteau à rebond et de la résistance à la pénétration, bien que faciles à réaliser, sont considérés comme moins précis que d’autres méthodes d’essai (Science Direct). Cela est dû au fait qu’ils n’examinent pas le centre de l’élément en béton, mais seulement les conditions de durcissement directement sous la surface de la dalle. Les pratiques, telles que la méthode de la vitesse d’impulsion ultrasonique et l’essai d’arrachement, sont plus difficiles à réaliser car leur processus d’étalonnage est long, nécessitant un grand nombre de spécimens d’échantillons afin d’obtenir des données précises.

En tant que techniques d’essais destructifs, les méthodes de la carotte forée et du cylindre coulé sur place nécessitent des laboratoires tiers pour effectuer des tests de rupture afin d’obtenir des données. Par conséquent, plus de temps est nécessaire dans le calendrier de votre projet lorsque vous utilisez l’une ou l’autre de ces méthodes. En comparaison, avec la méthode de la maturité, vous pouvez obtenir des données sur la résistance en temps réel, directement sur le site, ce qui vous permet de prendre des décisions rapides et bien informées. En réduisant votre dépendance aux tests de rupture, vous pouvez également éviter les inexactitudes associées aux laboratoires d’essai.

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Votre décision dans le choix d’une méthode d’essai peut simplement se résumer à ce que vous connaissez et ce à quoi vous êtes habitué. Cependant, la précision de ces tests et le temps qu’ils prennent pour obtenir des données de résistance, sont des facteurs importants qui ne sont pas toujours pris en considération aussi lourdement qu’ils le devraient. Pensez à l’utilisation de votre temps et de votre argent pendant la construction d’un projet. Quelle part de ce temps et de cet argent est consacrée aux réparations, aux frais des laboratoires d’essais et à la main-d’œuvre supplémentaire pour s’assurer que le projet est terminé à temps ? La précision de la technique que vous choisissez peut entraîner des problèmes de durabilité et de performance futurs de votre structure en béton. En outre, le choix d’une technique qui prend plus de temps pour recevoir les données de résistance peut être préjudiciable aux délais de votre projet, ce qui a un impact négatif sur la productivité de votre chantier. À l’inverse, le choix du bon outil peut avoir un impact positif sur les délais du projet et vous permettre de terminer le projet sans dépasser le budget. Comment décider de la méthode d’essai de résistance à utiliser ?

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