Le béton possède une excellente résistance à la compression, ce qui lui permet de supporter des charges considérables sans se fissurer ni s'effriter. En revanche, sa résistance à la traction est naturellement faible. C'est pourquoi on y incorpore des barres ou des treillis en acier, appelés armatures, afin de lui conférer une résistance à la traction et au cisaillement. La résistance à la traction s'oppose aux forces qui étirent un matériau jusqu'à la rupture, tandis que la résistance au cisaillement prévient les défaillances parallèles à la direction de la force appliquée.
Les types d'armatures
La plupart des barres d'armature, communément appelées « fers à béton », sont dites « à haute adhérence » : leur surface présente des nervures en relief qui améliorent l'accrochage du béton sur l'acier. Les barres lisses, quant à elles, sont utilisées lorsqu'un léger glissement est souhaité, par exemple dans les joints de dilatation des chaussées autoroutières. Les barres de petit diamètre, nervurées ou lisses, peuvent également être assemblées en treillis ou en nappes d'armature.
Des fibres d'acier ajoutées au béton permettent de limiter le retrait de séchage et d'augmenter sa résistance à la flexion. Des fibres synthétiques peuvent aussi être incorporées pour prévenir le retrait, mais elles ne rendent pas le béton plus résistant. Enfin, des plaques d'acier peuvent être boulonnées ou collées sur la surface du béton pour assurer un renforcement externe — technique fréquemment employée pour consolider des poteaux existants face aux risques sismiques.
Les principes fondamentaux du renforcement
Les armatures sont indispensables dans les éléments porteurs tels que les poutres. Dans une poutre horizontale, la compression s'exerce depuis la partie supérieure, tandis que la partie inférieure subit une traction qui tend à l'étirer. Tous les éléments structurels soumis à des charges générant de la traction — poutres, solives, poutres maîtresses, poteaux, coupoles et arcs — doivent donc être armés. Un placement incorrect des armatures peut entraîner l'effondrement de la structure.
Pour accroître la résistance du béton aux forces de traction, les barres sont parfois cintrées, munies de crochets ou recouvrées lors de leur assemblage. Une dalle reposant sur le sol subit une compression en partie supérieure et une traction en partie inférieure sous l'effet des charges : les armatures augmentent sa résistance à la traction et limitent l'élargissement des fissures de retrait. En revanche, une simple bordure de trottoir non porteuse ne nécessite aucun renforcement.
L'installation des armatures
Les barres d'armature doivent être parfaitement propres, exemptes de saleté, de graisse et de rouille. Il convient également de ménager un espace suffisant entre les barres afin que le béton puisse les enrober et se compacter correctement autour d'elles. Cette compaction crée une liaison solide entre l'acier et le béton, ce qui limite la propagation des fissures aux joints et permet aux armatures de reprendre des efforts de traction accrus.
Les dimensions des barres d'armature
Les barres d'armature sont généralement vendues en longueurs de 6 à 18 mètres (20 à 60 pieds). L'ASTM International (anciennement l'American Society for Testing and Materials) définit les normes internationales de dimensionnement et de masse des armatures. Voici les principaux calibres et leurs caractéristiques :
- Calibre n° 3 : diamètre de 9,5 mm (0,375 po), masse de 0,376 lb/pi (environ 0,56 kg/m)
- Calibre n° 4 : diamètre de 12,7 mm (0,50 po), masse de 0,668 lb/pi (environ 0,99 kg/m)
- Calibre n° 5 : diamètre de 15,9 mm (0,625 po), masse de 1,403 lb/pi (environ 2,09 kg/m)
- Calibre n° 6 : diamètre de 19,1 mm (0,75 po), masse de 1,502 lb/pi (environ 2,24 kg/m)
- Calibre n° 7 : diamètre de 22,2 mm (0,875 po), masse de 2,044 lb/pi (environ 3,04 kg/m)
- Calibre n° 8 : diamètre de 25,4 mm (1 po), masse de 2,670 lb/pi (environ 3,97 kg/m)
- Calibre n° 9 : diamètre de 28,7 mm (1,128 po), masse de 3,40 lb/pi (environ 5,06 kg/m)
- Calibre n° 10 : diamètre de 32,3 mm (1,270 po), masse de 4,303 lb/pi (environ 6,40 kg/m)
- Calibre n° 11 : diamètre de 35,6 mm (1,40 po), masse de 5,213 lb/pi (environ 7,76 kg/m)
- Calibre n° 14 : diamètre de 43 mm (1,693 po), masse de 7,650 lb/pi (environ 11,38 kg/m)
- Calibre n° 18 : diamètre de 57,3 mm (2,257 po), masse de 13,60 lb/pi (environ 20,24 kg/m)
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/building-materials-supplies/1007116124.html