comment utiliser un vibrateur à béton

La vibration est l'une des méthodes utilisées pour renforcer le béton coulé afin d'obtenir la densité souhaitée et, par conséquent, la résistance spécifiée. Les vibrateurs (internes, externes ou à obturateur) doivent être utilisés correctement et avec compétence ; sinon, le béton risque d'être sur-vibré ou sous-vibré ; dans les deux cas, la qualité du béton s'en trouvera affectée.

C'est pourquoi il vaut la peine de prendre en compte des conseils pratiques et l'expérience sur le terrain pour utiliser un vibrateur à béton et atteindre correctement les objectifs de vibration.

Comment fonctionnent les vibrateurs à béton

Les vibrateurs à béton existent sous différentes formes et peuvent être pneumatiques ou électriques. Les applications de vibration du béton peuvent être classées en trois grandes catégories :

Vibration du coffrage

La vibration du coffrage est couramment utilisée dans la construction en béton préfabriqué et implique le montage de vibrateurs à l'extérieur du coffrage. Pour les coulées plus importantes, les vibrateurs externes sont généralement espacés de 2 mètres.

Vibrations de surface

Avec la vibration de surface, de gros vibrateurs sont dirigés manuellement sur la surface où le béton est coulé. Cette méthode est limitée aux dalles d'une épaisseur d'environ 15 cm ou moins, mais permet d'obtenir une finition lisse, particulièrement recherchée lorsque l'esthétique est primordiale.

Vibrations internes

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 en forme de sonde dans le béton humide, puis le retirent lentement.

Conseils d'utilisation des vibrateurs à béton internes

Les vibrateurs à aiguille, à immersion ou à aiguille sont les noms les plus courants pour les vibrateurs internes. La tête du vibrateur interne est immergée dans le béton, le compactant grâce à des impulsions de vibration.

• 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 du 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 notant la distance à laquelle les bulles d'air présentes 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.

• Immergez le vibrateur dans le béton en effectuant des mouvements carrés ou décalés. Cependant, utilisez un seul mode de vibration tout au long de votre travail.

  Pour le premier cas, insérez l'appareil vibrateur 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 vibration en zigzag.

• Ne faites pas fonctionner le vibrateur dans l'air ; veillez à le mettre en marche lorsque sa pointe est dans le béton pour éviter une surchauffe de l'instrument et des dommages ultérieurs.

• Insérez la tête du vibrateur verticalement ou presque dans le béton, sans incliner excessivement le vibrateur, sinon il sera endommagé. Les vibrateurs verticaux favorisent l'évacuation des bulles d'air et réduisent les vides.

• Ne forcez pas le vibrateur dans le béton, car les barres d'armature pourraient le bloquer. Laissez plutôt le vibrateur pénétrer le béton sous son poids.

• Évitez de frapper les barres d’armature avec la tête du vibrateur, car cela briserait la liaison 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 avec les vibrateurs, les mélanges de béton et les coffrages peuvent renforcer correctement le béton, quelle que soit la durée de vibration. Sortez lentement le vibrateur à une vitesse d'environ 2,5 à 7,5 cm/s ; la vitesse la plus faible donne généralement les meilleurs résultats.

• Le béton devrait combler le trou formé après le retrait du vibrateur. Cependant, les vides ne sont pas remplis par le béton sec. La réinsertion du vibrateur dans le béton à la moitié du 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 vibrante pour éviter d'endommager le coffrage.

• N'utilisez pas de vibrateur pour déplacer le béton.

• Évitez les vibrations excessives pour éviter la ségrégation et vérifiez le coffrage pour détecter d'éventuelles fuites tout au long des travaux.

• Couler le béton uniformément et largement, sur une épaisseur égale à la longueur de la tête du vibrateur plus 15 cm. L'épaisseur du béton ne doit pas dépasser 45 à 50 cm, comme pour les dalles et fondations de grandes dimensions ; sinon, le poids du béton empêchera l'air emprisonné de remonter à la surface. Pour couler le béton en couches, enfoncer le vibrateur de 10 à 15 cm dans la couche supérieure et effectuer des mouvements 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.

• Continuer à vibrer jusqu'à ce que le béton soit au niveau du coffrage ; les particules de granulats grossiers sont incorporées, un film de mortier se forme sur les surfaces supérieures et du coffrage, et le béton cesse de bouillonner.

• L'opérateur du vibrateur doit voir la surface du béton. Utilisez donc un éclairage si nécessaire.

• La fréquence du vibrateur diminue initialement lorsqu'il est immergé dans le béton, puis augmente, et devient finalement constante lorsque les bulles d'air s'échappent.

• Ayez un vibrateur de rechange sur place. Utilisez-le en cas de panne complète de l'un des vibrateurs.

• Les travailleurs doivent être informés qu’ils doivent éviter de faire vibrer du béton qui a déjà été vibré.

• Nettoyez toutes les pièces du vibrateur après chaque utilisation.

Conseils d'utilisation des vibrateurs à béton externes

• Les vibrateurs à béton externes conviennent à la construction de produits préfabriqués en béton et de murs minces. Ils sont efficaces jusqu'à une profondeur maximale de 75 cm (18 po).

• Le béton à affaissement nul et les vibrateurs internes supplémentaires nécessitent des vibrateurs à obturateur ou à coffrage.

• Assurer un bon support au coffrage pour éviter toute défaillance due à l'application d'un vibrateur externe.

• Les coffrages doivent résister à la pression du béton liquéfié et des vibrateurs. De plus, ils doivent être capables de transmettre les forces vibratoires sur de longues distances.

• Les vibrateurs à basse fréquence et à forte amplitude ont un impact plus important sur le coffrage que ceux à haute fréquence et à faible amplitude. Par conséquent, lors de l'utilisation d'un vibrateur à basse fréquence et à forte amplitude, il est important de s'assurer que le coffrage est robuste, par exemple en acier.

• Les vibrateurs à obturateur réparti assurent une répartition uniforme de la force vibratoire. Utilisez votre main ou un vibrateur sur le coffrage pour déterminer la limite d'action du vibrateur et l'espacement approprié afin de répartir uniformément la puissance vibratoire. Cela permet d'éviter les zones de vibrations excessives ou faibles.

• Ne fixez pas le vibrateur directement sur le coffrage, car cela entraînerait une défaillance du coffrage.

• Ne pas mettre en marche le vibrateur externe tant que le béton dans le coffrage n'a pas atteint une profondeur de 15 cm.

• En général, le vibrateur externe fonctionne pendant deux minutes. La durée peut ensuite être augmentée ou diminuée à volonté.

• Lorsque le béton dans le coffrage est de niveau, les vibrations sont arrêtées, les particules d'agrégats grossiers sont incorporées, un film de mortier se forme sur la surface supérieure et la surface du coffrage et le béton éliminent les bulles d'air.

Avantages des vibrateurs à béton

• Les structures en nid d’abeille peuvent être évitées.

• Les structures fortement renforcées peuvent être facilement compactées.

• La structure préparée par le vibrateur est dense et étanche.

• Le faible rapport eau-ciment peut être utilisé.

• Travaillez plus vite.

• Un rapport granulométrique élevé en ciment peut être utilisé.

Inconvénients des vibrateurs à béton

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.

Effets de l'absence ou de l'insuffisance de vibrations

Bien que les mélanges de béton nécessitent de faibles quantités d'air, des vides plus importants peuvent avoir un impact négatif significatif sur la résistance et la durabilité du béton. Les vibrations du béton permettent à davantage de poches d'air surdimensionnées de remonter à la surface, tout en laissant des particules d'air microscopiques utiles dans le mélange.

Les poches d'air de plus d'un millimètre créent des vides dans le béton, souvent appelés nids d'abeilles. Ces nids d'abeilles empêchent le béton d'adhérer correctement aux barres d'armature. Moins le mélange de ciment est en contact avec l'armature, plus la résistance du béton sec est faible.

Une vibration inadéquate du béton peut entraîner des défauts de surface, dont les plus courants sont des poches d'air.

À mesure que la surface du béton durcit, des bulles d'air émergent du mélange, provoquant des cloques. Elles ressemblent à des bosses fragiles à la surface qui se brisent, laissant souvent une petite cavité en dessous.

Si le béton n'est pas suffisamment armé dans les ossatures, telles que les poteaux ou les murs, le mélange ne s'écoulera pas complètement sur les bords et des zones alvéolées se formeront dans le mélange. Après le retrait de l'ossature, ces zones alvéolées entraînent des faiblesses structurelles et des défauts de surface, tels que des cavités.

En bref

Maîtriser l'utilisation correcte des vibrateurs à béton est essentiel pour obtenir des structures en béton solides, durables et bien structurées. Les avantages de l'utilisation d'un vibrateur à béton sont évidents en termes de qualité du produit final, de réduction des pores et d'augmentation globale de la résistance.

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FAQ

Qu'est-ce que la consolidation du béton ?

La consolidation du béton réduit le volume d'air emprisonné, de vides et de poches d'air dans un mélange de ciment fraîchement mis en place, généralement à l'aide de vibrateurs à béton.

Que se passerait-il si vous utilisiez un vibromasseur dans les airs ?

L'utilisation du tisonnier ou du vibrateur interne dans l'air peut provoquer une surchauffe et une défaillance ultérieure de l'instrument.

Pourquoi est-il essentiel de maintenir un bord de coffrage et un espace vibrateur interne ?

Maintenez une distance de 7 à 10 cm entre le bord du coffrage et la tête vibrante pour éviter d'endommager le coffrage.

Combien de temps faut-il vibrer le béton à l’aide de vibrateurs internes ou externes ?

Continuer à vibrer jusqu'à ce que le béton soit au niveau du coffrage ; les particules de granulats grossiers sont incorporées, un film de mortier se forme sur les surfaces supérieures et du coffrage, et le béton cesse de bouillonner.

Que se passe-t-il si le béton est trop vibré ?

Si le béton est trop vibré, il perd sa consistance et se sépare. Les granulats se déposent au fond du coffrage, tandis que la pâte de ciment remonte à la surface des éléments. Par conséquent, la résistance du béton se réduit à un nid d'abeille.