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Les bétons lourds sont des bétons dont la masse volumique après séchage est supérieure à 3 000 kg/m³ contre 2 300 kg/m³ pour un béton classique. Ce type de béton est utilisé en construction pour ses caractéristiques spécifiques liées à sa masse et ses propriétés de protection contre les radiations.
Les caractéristiques du béton lourd
Composition
Le béton lourd est obtenu à partir de granulats très denses ou de déchets ferreux :
- la barytine (sulfate de baryum), dont la densité est de 4,2 ;
- la magnétite (oxyde de fer), dont la densité est de 4,5 ;
- l'hématite, dont la densité est de 4,3 à 5,4 ;
- les déchets ferreux (débouchures, coupures d'acier, riblons, grenaille de fonte), dont la densité est de 7,4 à 7,5, utilisés pour des bétons ultra-lourds. Leur masse volumique varie de 4 500 à 5 000 kg/m³.
À titre d’exemple, voici la composition d’un béton lourd ayant de fortes caractéristiques antiradiation : pour 1 m³ de béton : 250 à 400 kg de ciment, 120 à 140 kg d'eau, 1 000 à 1 300 kg d'hématite de granulométrie 0/1 mm, 900 à 1 000 kg d'hématite de granulométrie 0/5 mm, 1 700 à 1 800 kg d'hématite de granulométrie 8/25 mm.
Particularités
Le retrait du béton correspond à une diminution de volume liée à la dessiccation du béton, au moment de la mise en œuvre puis au cours du vieillissement de l’ouvrage. Celui des bétons lourds est légèrement plus important que celui d’un béton classique.
Un béton lourd est généralement fluidifié par des adjuvants car le dosage en eau est faible (E/C ≤ 0,45). Cette fluidification permet l’augmentation de sa plasticité. De plus, elle facilite la mise en œuvre lors de la phase de coulage.
Utilisations et mise en œuvre des bétons lourds
Pour quels usages ?
Le béton lourd est particulièrement employé dans la réalisation d’ouvrages de :
- stabilisation, tels des radiers lourds, des culées de ponts, des contrepoids.
- protection contre les rayonnements ou les explosions, tels des écrans de protection contre les rayons X, rayons gamma et autres rayons radioactifs pour les centrales nucléaires, ou les salles de radiothérapie.
Quelle mise en œuvre ?
Le béton lourd est mis en œuvre à la goulotte du camion-toupie, à la benne ou à la pompe. Il est impératif de vérifier lors de la phase de coulage que les coffrages sont correctement dimensionnés pour supporter la pression du béton lourd.
La vibration doit être limitée. Compte tenu de la masse volumique élevée du béton lourd, le rayon d’action des aiguilles vibrantes est plus faible que sur un béton classique. La vibration à l’aiguille doit être effectuée tous les 30 à 50 cm par courtes périodes.
À quel prix ?
Il n’est pas facile de déterminer le prix de réalisation d’un élément de construction en béton lourd, car de nombreux critères peuvent influencer le coût des travaux de bétonnage : la préparation des coffrages, celle des armatures, les surfaces de reprise de bétonnage ou encore le type de granulats entrant dans la composition des bétons lourds.
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