Le béton est résistant à la compression. Le béton est faible en tension. Les fissures peuvent apparaître tôt, parfois dans les heures qui suivent la mise en place. Les fissures peuvent également se développer plus tard sous l'effet du trafic, des chocs ou des variations de température. La fibre de polypropylène (PP) est utilisée parce qu'elle réduit certains de ces risques en une seule étape. L'équipe ajoute des fibres pendant le mélange. Les fibres se répandent dans tout le volume. On obtient ainsi un “renforcement réparti” qui favorise le contrôle des fissures et la résistance dans de nombreux travaux courants.
Les fibres PP sont le plus souvent utilisées pour le contrôle des fissures au début de l'âge, ainsi que pour la stabilité du béton frais. Elle est également utilisée dans la conception de l'incendie pour le béton dense, en particulier dans les tunnels, où les fibres PP aident à réduire le risque d'écaillage explosif.
Qu'est-ce que la fibre de polypropylène pour le béton ?
Fibre de polypropylène pour le béton est une fibre synthétique ajoutée au mélange de béton. Les fibres peuvent être “micro” ou “macro”. La taille modifie la fonction de la fibre.
L'ACI définit fibres microsynthétiques les fibres dont le diamètre équivalent est inférieur à 0,3 mm. L'ACI définit fibres macrosynthétiques comme des fibres dont le diamètre équivalent est supérieur à 0,3 mm. L'ACI indique également que les fibres de polypropylène peuvent être microsynthétiques ou macrosynthétiques.
Un moyen pratique de voir cela sur place est simple :
- Micro fibre PP vise le comportement du béton frais. Il cible principalement la fissuration par retrait plastique, ainsi que le tassement plastique.
- Macro fibre PP cible le comportement du béton durci. Il favorise la ténacité, ainsi que le contrôle post-fissuration à des niveaux de dosage plus élevés.
Raison 1 : La fibre de polypropylène réduit la fissuration due au retrait du plastique.
Les fissures de retrait plastique se forment peu après la mise en place, alors que le béton est encore plastique. Le NRMCA explique que les fissures de retrait plastique deviennent plus probables lorsque l'évaporation élimine l'eau de la surface avant que la dalle ne prenne. La NRMCA note également que l'armature en fibres synthétiques peut aider à résister à la tension lorsque le béton est très faible.
La NRMCA recommande également de considérer les fibres synthétiques (ASTM C1116) comme une méthode permettant de minimiser la fissuration par retrait plastique.
C'est pourquoi la fibre PP est courante dans les :
- les dalles sur sol par temps chaud ou venteux
- des garnitures fines qui sèchent rapidement
- les chaussées et les ouvrages plats de grande surface
La fibre PP ne remplace pas le durcissement. La fibre PP réduit les risques. Un bon plan de séchage reste déterminant pour le résultat final.
Raison 2 : La fibre de polypropylène améliore la cohésion et réduit la fissuration par tassement plastique.
De nombreux entrepreneurs achètent des microfibres de PP pour une seule raison. Ils veulent un mélange plus stable lors de la mise en place.
La Concrete Society explique que les microfibres de polypropylène augmentent l'homogénéité du mélange. Les fibres aident à stabiliser le mouvement des particules solides. Les fibres bloquent les canaux d'eau de purge. Cela réduit la capacité de purge, ralentit la vitesse de purge et contribue à réduire le tassement du plastique.
Cet effet est important lorsque l'enrobé est sensible au moment de la finition. Il est également important autour des armatures, des inserts et des bords de coffrage où les fissures de tassement sont courantes. La NRMCA cite la réduction des fissures de tassement plastique, ainsi que l'amélioration du soutien interne et de la cohésion, comme les principales raisons d'utiliser des fibres synthétiques.
Les fibres de PP sont donc utilisées dans le béton lorsque l'acheteur le souhaite :
- moins de fissures de tassement autour des barres d'armature
- mortier de surface plus stable
- moins de couches faibles liées aux saignements
Raison 3 : La fibre de polypropylène peut accroître la ténacité et la résistance aux chocs.
Certains produits en fibres de PP se concentrent sur la ténacité plutôt que sur la fissuration précoce. Il s'agit généralement d'une approche macro-synthétique.
La NRMCA cite “une plus grande ténacité et une meilleure résistance aux chocs” comme un cas d'utilisation des fibres synthétiques.
L'ACI indique également que l'ajout de fibres peut améliorer les propriétés telles que la résistance aux chocs, la ténacité et la ductilité, en fonction du matériau, de la géométrie et du taux d'ajout des fibres.
Cette valeur est pratique dans :
- sols d'entrepôts où circulent des chariots élévateurs
- les dalles qui subissent des chutes de charges
- les chaussées soumises à des charges de roue élevées
- pièces préfabriquées qui s'écaillent lors de la manutention
L'acheteur doit adapter ses attentes au type de fibre. Selon la Concrete Society, les microfibres PP ont une ductilité post-fissuration limitée dans de nombreux mélanges.
Les macrofibres de PP peuvent cibler le contrôle post-fissuration, mais elles nécessitent le bon dosage, ainsi qu'une documentation d'essai.
Raison 4 : La fibre de polypropylène supporte les méthodes de placement difficiles
Certains placements de béton échouent parce que le mélange ne tient pas lors de la livraison. D'autres échouent parce que l'équipe a besoin de pentes raides, de sections minces ou d'une application par pulvérisation.
La NRMCA cite le soutien interne et la cohésion comme une raison d'utiliser les fibres synthétiques. La NRMCA met l'accent sur l'utilisation dans les pentes raides, le béton projeté et les placements formés par glissement.
Il ne s'agit pas d'une théorie marketing. Il s'agit d'un avantage lié au déroulement du chantier. Le renforcement par des fibres peut réduire le risque de ségrégation dans certaines conditions. Il peut également rendre l'enrobé plus tolérant lorsque la mise en place est rapide.
Les exemples les plus courants sont les suivants :
- travaux de réparation du béton projeté
- protection des pentes
- pavés autobloquants
- les superpositions minces
Raison 5 : La fibre de polypropylène contribue à réduire le risque d'explosion en cas d'incendie.
C'est l'une des raisons les plus importantes d'utiliser des fibres de PP, mais elle s'applique surtout au béton dense.
En cas d'incendie, l'humidité contenue dans le béton se transforme en vapeur. La pression de la vapeur peut s'accumuler dans un béton peu perméable. Cela peut déclencher un écaillage. Un document technique sur les fibres de PP indique que l'utilisation de fibres de polypropylène pour empêcher l'écaillage par explosion devient une pratique courante dans de nombreuses régions du monde, la construction de tunnels étant l'un des principaux moteurs.
La littérature évaluée par les pairs indique également que l'ajout de fibres de PP donne des résultats prometteurs pour l'atténuation de l'écaillage en cas d'exposition au feu.
Le mécanisme est largement expliqué en termes simples. Lorsque la température augmente, les fibres de PP fondent. Cela peut créer des voies connectées permettant à la vapeur de s'échapper. Cela réduit l'accumulation de la pression interstitielle. L'article de synthèse explique comment les fibres de PP réduisent la pression interstitielle et comment la perméabilité augmente rapidement avec la température dans les mélanges de fibres.
C'est pourquoi de nombreuses spécifications incluent des microfibres de PP :
- revêtements de tunnels
- éléments en béton à haute performance répondant à des exigences en matière d'incendie
- les mélanges denses où le risque d'écaillage est connu
Dosage typique : ce que les acheteurs utilisent dans des projets réels
Le dosage dépend de la taille des fibres et du bénéfice recherché.
Microfibres PP pour le contrôle des fissures dans le béton frais
La Concrete Society note que les microfibres de polypropylène sont généralement ajoutées à environ 0,9 kg/m³. Il explique également que leur rôle principal est de modifier les propriétés du béton frais, telles que le contrôle des canaux de purge et la réduction du tassement plastique.
L'ACI indique une fourchette typique pour les fibres microsynthétiques de 0,05% à 0,2% en volume. L'ACI fournit également une gamme de masse équivalente de 0,44 à 1,8 kg/m³ pour les fibres microsynthétiques.
Fibre Macro PP pour la ténacité et le contrôle post-fissuration
La NRMCA indique que les fibres macrosynthétiques sont plus épaisses et utilisées à un taux de dosage plus élevé, de l'ordre de 5 lb/yd³, qui est d'environ 3,0 kg/m³.
L'ACI indique des dosages typiques de fibres macrosynthétiques de 0,2% à 1% en volume, plus une gamme de masse équivalente de 1,8 à 9 kg/m³.
Un bon acheteur ne devine pas le dosage. Il établit un lien entre le dosage et le problème, puis vérifie par des coulées d'essai ou des tests de performance.
Quelles sont les fibres de polypropylène qui ne doivent pas être utilisées ?
La fibre PP ne remplace pas tous les systèmes de renforcement. Les acheteurs ont besoin de cette clarté avant de rédiger un cahier des charges.
La NRMCA énumère les éléments pour lesquels il ne faut pas utiliser de fibres synthétiques. Il s'agit notamment du remplacement de toute armature en acier résistant aux moments ou structurelle. La NRMCA précise également que les fibres synthétiques ne doivent pas être utilisées pour augmenter la résistance à la compression ou à la flexion des structures.
Le message correct est donc direct :
- La fibre PP permet de contrôler les fissures et d'améliorer la résistance.
- Les barres d'armature supportent toujours la tension structurelle dans la plupart des éléments de structure.
- La conception d'une dalle nécessite toujours une épaisseur appropriée, une couche de fondation et un plan de joint.
Fibres de polypropylène et autres fibres : pourquoi le PP est-il souvent le premier choix ?
Certains projets nécessitent une fibre à haute rigidité et à module de traction élevé pour le transfert de charge. Certains projets ont besoin d'une atténuation de l'écaillage par le feu. Certains projets nécessitent un contrôle précoce des fissures à faible coût.
Le manuel des fibres de Sika indique que lorsque l'objectif est de réduire le retrait du plastique et la fissuration par tassement, le matériau le plus largement utilisé est le polypropylène. Sika lie ce choix à la disponibilité et à la viabilité commerciale. Le même manuel indique que la protection contre le feu et la réduction de l'écaillage nécessitent des fibres à faible point de fusion, telles que le polypropylène ou le PVA.
Cela permet d'avoir une logique d'achat propre :
- Choisir Microfibre PP lorsque l'objectif principal est le contrôle précoce des fissures et la stabilité de l'enrobé frais.
- Choisir Macrofibre PP lorsque l'objectif principal est la ténacité ou le contrôle post-fissuration des dalles. Utiliser la documentation et les essais.
- Choisissez la microfibre PP pour atténuation de l'écaillage par le feu dans les mélanges denses lorsque la conception le prévoit.
Conseils d'experts : comment spécifier la fibre PP avec moins de problèmes sur le chantier
La plupart des “problèmes de fibres” n'en sont pas. Ce sont des problèmes de processus. La solution consiste en un simple flux de travail.
- Définissez la défaillance que vous souhaitez réduire : retrait plastique, tassement, impact ou écaillage par le feu.
- Choisissez entre micro et macro à l'aide de définitions claires. L'ACI donne le seuil de 0,3 mm.
- Fixer un dosage correspondant à l'objectif. Utiliser des fourchettes d'orientation reconnues.
- Contrôler la dispersion. Suivre une méthode d'ajout contrôlée. Prolonger le temps de mélange si nécessaire. L'ACI souligne la nécessité d'utiliser des techniques de mélange permettant d'obtenir des mélanges uniformes.
- Maintenir un durcissement strict. Les fibres réduisent le risque, mais le durcissement permet toujours d'éviter le stress dû au séchage.
Ecocretefiber™ | Shandong Jianbang Chemical Fiber Co, Ltd.
Ecocretefiber™ soutient d'abord l'adéquation des projets. Nous aidons les clients à choisir la microfibre PP ou la macrofibre PP en fonction des objectifs réels du site. Nous proposons ensuite des suggestions de dosage, des conseils de mélange et de la documentation pour la distribution ou l'appel d'offres.
Produits apparentés
- Microfibre de polypropylène (Monofilament / Fibrillation)
- Fibre macrosynthétique de polypropylène
- Fibre PVA pour les composites à base de ciment
- Fibre de verre AR pour les systèmes GRC
Conclusion
La fibre de polypropylène est utilisée dans le béton parce qu'elle résout des problèmes courants et coûteux par un simple changement au moment du dosage. Elle réduit la fissuration par retrait plastique alors que le béton est encore faible.
Il améliore la cohésion et aide à réduire la fissuration par tassement plastique en stabilisant les solides et en bloquant les canaux de purge.
Il peut améliorer la ténacité et la résistance aux chocs lorsque le type de fibre et le dosage visent cet objectif.
Il est également largement utilisé pour réduire le risque d'écaillage explosif dans les incendies de béton dense, en particulier dans les applications de tunnel.
Pour obtenir les meilleurs résultats, l'acheteur doit adapter le type de fibre au travail à effectuer, fixer le dosage avec des conseils crédibles, puis contrôler le mélange et le durcissement sur le site.
