16Décembre 2023
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La vibration est une méthode utilisée pour renforcer le béton coulé afin d'atteindre la densité souhaitée et, par conséquent, la résistance spécifiée. Les vibrateurs (internes, externes ou de coffrage) doivent être utilisés correctement et avec expertise ; à défaut, le béton risque d'être survibré ou sous-vibré, ce qui, dans les deux cas, affectera sa qualité.
C’est pourquoi il est important de prendre en compte les conseils pratiques et l’expérience de terrain pour utiliser correctement un vibrateur à béton et atteindre les objectifs de vibration.
Les vibrateurs à béton se présentent sous différentes formes et peuvent être pneumatiques ou électriques. Les applications de vibration du béton peuvent être divisées en trois grandes catégories :
Le vibrage du coffrage est une technique couramment utilisée dans la construction en béton préfabriqué. Elle consiste à fixer des vibrateurs à l'extérieur du coffrage. Pour les coulages importants, les vibrateurs externes sont généralement espacés de 1,8 mètre.
La vibration de surface consiste à diriger manuellement de gros vibrateurs sur la surface où le béton est coulé. Cette méthode est limitée aux dalles d'une épaisseur maximale de 15 cm environ, mais elle permet d'obtenir une finition lisse, particulièrement recherchée lorsque l'esthétique est importante.
Les vibrateurs à béton internes sont les plus couramment utilisés. Un seul opérateur peut en manipuler plusieurs. Le procédé est relativement simple : les ouvriers insèrent rapidement un vibrateur interne, semblable à une sonde, dans le béton frais, puis le retirent lentement.
Les vibrateurs internes sont généralement appelés vibrateurs à aiguille, à immersion ou à poinçon. La tête du vibrateur est immergée dans le béton, le compactant par impulsions vibratoires.
Utilisez la petite tête pour compacter le béton avec un coffrage peu profond ou des barres d'armature rapprochées, et le vibrateur à grande tête pour renforcer le béton coulé avec un coffrage complet et des barres d'armature largement espacées.
Le rayon d'action de la tête de vibrateur est égal à quatre fois son diamètre. Par conséquent, les vibrateurs à petite tête doivent être insérés dans le béton à des intervalles plus courts que les vibrateurs à grande tête.
Déterminez le rayon d'influence sur le chantier en observant la distance à laquelle les bulles d'air contenues dans le béton s'échappent de la tête du vibrateur. Utilisez plutôt une distance estimée comprise entre 1 et 1,5 fois le rayon d'influence.
Plongez le vibrateur dans le béton en effectuant des mouvements carrés ou décalés. Utilisez toutefois un seul mode de vibration pour l'ensemble des travaux.
Dans le premier cas, insérer l'appareil vibratoire dans une grille rectangulaire, en veillant à ce que 1/3 du rayon d'influence se chevauche.
Pour les motifs décalés, utilisez un motif en grille, mais positionnez les têtes de vibrateur en zigzag.
N’utilisez pas le vibrateur dans l’air ; assurez-vous de le mettre en marche lorsque son extrémité est dans le béton afin d’éviter la surchauffe de l’instrument et les dommages qui en résulteraient.
Insérez la tête du vibrateur verticalement ou presque verticalement dans le béton, sans l'incliner excessivement au risque de l'endommager. Les vibrateurs verticaux favorisent l'évacuation des bulles d'air et réduisent les vides.
Veuillez ne pas enfoncer le vibrateur de force dans le béton, car les armatures pourraient le bloquer. Laissez-le plutôt pénétrer le béton sous son propre poids.
Évitez de heurter les barres d'armature avec la tête du vibrateur, car cela romprait l'adhérence entre les barres d'armature et les premières couches de béton armé.
Maintenez la tête du vibrateur dans le béton pendant 15 à 20 secondes. Cependant, les ouvriers expérimentés en matière de vibrateurs, de mélanges de béton et de coffrages peuvent armer correctement le béton quelle que soit la durée de vibration. Retirez lentement le vibrateur à une vitesse d'environ 2,5 à 7,5 cm/s ; la plus faible vitesse donne généralement les meilleurs résultats.
Le béton devrait combler le trou formé après le retrait du vibrateur. Cependant, les vides ne sont pas comblés par le béton du mélange sec. Réinsérer le vibrateur dans le béton à moins de la moitié de son rayon d'action a résolu le problème. Si le problème persiste, remplacez le mélange de béton ou le vibrateur.
Maintenez une distance de 7 à 10 cm entre le bord du coffrage et la tête du vibrateur afin d'éviter d'endommager le coffrage.
N’utilisez pas de vibrateur pour déplacer le béton.
Évitez les vibrations excessives pour prévenir la ségrégation et vérifiez l'étanchéité du coffrage tout au long des travaux.
Versez le béton de façon uniforme et large, sur une épaisseur égale à la longueur de la tête du vibrateur plus 15 cm. L'épaisseur du béton ne doit pas excéder 45 à 50 cm, notamment pour les grandes dalles et fondations ; sinon, le poids du béton empêchera l'évacuation des bulles d'air emprisonnées en surface. Lors du coulage par couches, enfoncez le vibrateur de 10 à 15 cm dans la couche supérieure et effectuez un mouvement de va-et-vient pendant 5 à 15 secondes afin d'améliorer l'adhérence entre les couches.
Utilisez un nombre suffisant de vibrateurs pour gérer la vitesse de mise en place du béton.
Continuez à vibrer jusqu'à ce que le béton soit au niveau du coffrage ; les particules d'agrégats grossiers sont incorporées, un film de mortier se forme sur les surfaces supérieures et du coffrage, et le béton cesse de buller.
L'opérateur du vibrateur doit pouvoir voir la surface du béton. Il est donc nécessaire d'utiliser un éclairage.
La fréquence du vibrateur diminue initialement lorsqu'il est immergé dans le béton, puis augmente, et finit par devenir constante lorsque les bulles d'air s'échappent.
Ayez un vibromasseur de rechange sur place. Utilisez-le lorsqu'un des vibromasseurs tombe complètement en panne.
Il convient de donner pour consigne aux travailleurs d'éviter de vibrer du béton qui a déjà été vibré.
Nettoyez toutes les pièces du vibromasseur après chaque utilisation.
Les vibrateurs à béton externes conviennent à la fabrication d'éléments préfabriqués en béton et de parois minces. Leur efficacité est maximale jusqu'à 75 cm (18 po) de profondeur.
Le béton à affaissement nul et les vibrateurs internes supplémentaires nécessitent des vibrateurs de coffrage ou de volet.
Assurez un bon support au coffrage pour éviter toute défaillance due à l'application d'un vibrateur externe.
Les moules doivent résister à la pression du béton liquide et des vibrateurs. De plus, ils doivent pouvoir transmettre les forces vibratoires sur des distances importantes.
Les vibrateurs à basse fréquence et forte amplitude ont un impact plus important sur le coffrage que ceux à haute fréquence et faible amplitude. Par conséquent, lors de l'utilisation d'un vibrateur à basse fréquence et forte amplitude, assurez-vous que le coffrage est robuste, par exemple en utilisant un coffrage métallique.
Les vibrateurs de coffrage répartis assurent une distribution uniforme de la force de vibration. Utilisez votre main ou un vibrateur sur le coffrage pour déterminer la limite d'action du vibrateur et l'espacement approprié afin de répartir la puissance de vibration de manière homogène. Ceci permet d'éviter les zones de vibration excessive ou insuffisante.
Ne fixez pas le vibrateur directement sur le coffrage, car cela entraînerait la rupture de celui-ci.
N’activez pas le vibrateur externe tant que le béton dans le coffrage n’a pas atteint une profondeur de 15 cm.
En général, le vibromasseur externe fonctionne pendant deux minutes. Ensuite, la durée peut être augmentée ou diminuée selon les besoins.
Lorsque le béton dans le coffrage est de niveau, les vibrations cessent, les particules de granulats grossiers sont incorporées, un film de mortier se forme sur la surface supérieure et les bulles d'air disparaissent de la surface du coffrage et du béton.
Les structures en nid d'abeille peuvent être évitées.
Les structures fortement armées peuvent être facilement compactées.
La structure ainsi préparée par le vibrateur est dense et étanche.
On peut utiliser un faible rapport eau/ciment.
Travaillez plus vite.
On peut utiliser un rapport ciment/granulats élevé.
Si le mélange de béton est conçu avec une faible maniabilité, des vibrations excessives peuvent entraîner une consommation d'énergie supplémentaire et, par conséquent, une dissipation d'énergie.
Bien que les mélanges de béton nécessitent de petites quantités d'air, les vides importants peuvent nuire considérablement à la résistance et à la durabilité du béton. Le vibrage du béton permet aux poches d'air plus volumineuses de remonter à la surface tout en laissant des particules d'air microscopiques utiles dans le mélange.
Des poches d'air supérieures à un millimètre créent des vides dans le béton, souvent appelés nids d'abeilles. Ces nids d'abeilles empêchent le béton d'adhérer correctement aux armatures. Moins le mélange de ciment est en contact avec les armatures en acier, plus la résistance du béton sec est faible.
Un vibrage insuffisant du béton peut entraîner des défauts de surface, dont les plus courants sont les poches d'air.
Lors de la prise du béton, des bulles d'air remontent à la surface, provoquant des cloques. Celles-ci se présentent sous forme de petites bosses fragiles qui éclatent, laissant souvent une petite cavité en dessous.
Si le béton n'est pas suffisamment armé dans les structures de charpente, comme les colonnes ou les murs, le mélange ne s'écoulera pas correctement contre les bords, et des nids d'abeilles se formeront. Après la démolition de la charpente, ces nids d'abeilles engendrent des faiblesses structurelles et des défauts de surface, tels que des cavités.
La maîtrise de l'utilisation des vibrateurs à béton est essentielle pour obtenir des ouvrages en béton robustes, durables et bien structurés. Les avantages de l'utilisation d'un vibrateur à béton sont manifestes : meilleure qualité du produit final, réduction de la porosité et augmentation globale de la résistance.
Le vibrateur à béton BISON assure une consolidation optimale du béton, permettant ainsi aux projets de répondre aux normes de l'industrie en matière de durabilité à long terme. Pour choisir le vibrateur à béton adapté à vos besoins spécifiques, n'hésitez pas à consulter les experts de BISON.
Le compactage du béton réduit le volume d'air emprisonné, les vides et les poches d'air dans un mélange de ciment fraîchement mis en place, généralement à l'aide de vibrateurs à béton.
L'utilisation du fer à souder ou du vibrateur interne à l'air libre peut provoquer une surchauffe et une panne ultérieure de l'instrument.
Maintenez une distance de 7 à 10 cm entre le bord du coffrage et la tête du vibrateur afin d'éviter d'endommager le coffrage.
Continuez à vibrer jusqu'à ce que le béton soit au niveau du coffrage ; les particules d'agrégats grossiers sont incorporées, un film de mortier se forme sur les surfaces supérieures et du coffrage, et le béton cesse de buller.
Si le béton est trop vibré, il perd de sa consistance et se ségrège. Les granulats se déposent au fond du coffrage, tandis que la pâte de ciment remonte à la surface. De ce fait, la résistance du béton se trouve réduite à une structure alvéolaire.
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