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Bétonnage par temps froid

La présente fiche technique souligne l’importance et la nature des précautions qui sont de mise pour l’exécution des travaux de bétonnage par temps froid et met en évidence les problèmes et les conséquences liés aux mauvaises conditions de mise en oeuvre.

Référence au Code de construction du Québec, Chapitre I – Bâtiment, et Code national du bâtiment – Canada 2010 (modifié) (ci-après nommé Code).

CSA-A23.1, « Béton : Constituants et exécution des travaux »
ACI 306R-10, « Guide to Cold Weather Concreting »

Veuillez noter que cette fiche fait partie d’un ensemble de fiches techniques qui servent à faciliter la compréhension quant à l’utilisation du béton comme matériau, de ses constituants et de l’exécution des travaux.

Définitions

Béton – mélange de liant (ciment hydraulique avec ou sans ajout cimentaire), d’eau, de granulats fins et de gros granulats.

Cure – Période durant laquelle les conditions de température et d’humidité du béton fraîchement mis en place seront maintenues afin d’obtenir les caractéristiques attendues du béton durci, soit la résistance en compression, la résistance au gel-dégel, la durabilité, l’étanchéité, etc.).

La cure doit souvent être combinée à une protection contre des conditions environnementales défavorables, telles que des températures basses ou élevées, du vent, etc.

Travaux par temps froid

Dès que la température ambiante chute sous les 5 °C, les travaux de bétonnage doivent être conformes aux exigences liées à la mise en
oeuvre par temps froid.

Il faut alors protéger le béton du gel dès que possible après la mise en place, la consolidation et la finition.

Le Code

Il est important de préciser que Garantie de construction résidentielle (GCR) enregistre tout autant des bâtiments visés par la partie 9 que par les parties 3 à 6 du Code.

Rappelons ici que la partie 9 du Code vise les bâtiments d’au plus 600 m² d’aire de bâtiment, d’au plus 3 étages en hauteur et qui abritent entre autres des usages principaux du groupe C – habitations.

Les parties 3 à 6 visent aussi les bâtiments qui abritent entre autres des usages principaux du groupe C – habitations, mais qui ont plus de 600 m² d’aire de bâtiment ou qui ont plus de 3 étages en hauteur.

Pour la partie 9 du Code, l’article 9.3.1.9. apporte la seule précision concernant la température d’exécution des travaux de bétonnage par temps froid pour les bâtiments visés par la partie 9.

Figure 9.3.1.9 – 01.1

Extrait du Code


9.3.1.9. Bétonnage par temps froid

1) Si la température atmosphérique est inférieure à 5 °C, le béton doit :

a) être malaxé et mis en place à une température comprise entre 10 °C et 25 °C inclusivement; et
b) être maintenu à au moins 10 °C pendant les 72 h suivant la mise en place.

2) Le béton mentionné au paragraphe 1) ne doit pas contenir de glace ou de matériau gelé.


Note : La température du béton frais (non durci) peut être prise à l’aide d’un thermomètre avec tige conçu pour le béton. La température du béton durci peut être vérifiée à l’aide de thermo couples ou d’un thermomètre à infrarouges.

Toutefois, le Code réfère à la norme CSA A23.1 concernant les constituants du béton et l’exécution des travaux (figure 9.3.1.9.- 01.2) qui comporte des exigences pour le bétonnage par temps froid.

Plus particulièrement, il est stipulé au paragraphe 9.3.1.1. 1) que la composition, le malaxage, la mise en place et le traitement de cure doivent être conformes aux exigences, visant le béton de classe « R », énoncées à l’article 8.13 de la norme CSA CAN/CSA-A23.1, « Béton : Constituants
et exécution des travaux ».

Pour les bâtiments visés par les parties 3 à 6, l’article 5.10.1.1. et le tableau qui y est associé nous renvoient à la norme CSA A23.1.

La norme CSA A23.1

La section 7.4 de la norme traite spécifiquement du bétonnage par temps froid. Donc, selon l’article 7.4.1.5.1, lorsqu’il est probable que la température ambiante descende à moins de 5 °C dans les 24 heures suivant la mise en place, tous les matériaux et le matériel nécessaires pour assurer la protection du béton doivent être disponibles et prêts à être utilisés avant le début du bétonnage.

Aussi, à la suite de la mise en place, il faut s’assurer que la température du béton sera maintenue à au moins 10 °C pendant toute la période de cure (voir la fiche technique FT-9.3.1.-01 – La cure du béton).

Précautions lors de la mise en place

  • Pas de neige ou de glace où sera coulé le béton
  • Température du béton à plus de 10 °C
  • Sol non gelé
  • Surfaces de contact avec le béton non gelé (coffrages ou éléments existants)
  • Aucune utilisation de sel de déglaçage ou de chlorure de calcium

Selon l’article 7.1.2.1 de la norme CSA A23.1

  • Il ne doit pas y avoir de neige ou de glace dans les coffrages ou sur le sol où sera coulé le béton.
  • Il ne faut pas utiliser de sels de déglaçage ou de chlorure de calcium dans les coffrages ou sur le sol où sera coulé le béton.
  • Le béton coulé ne doit pas être en contact avec des surfaces susceptibles d’abaisser la température de ce dernier en deçà de la température indiquée au tableau (figure 9.3.1.9. – 01. 3).

 

Méthodes de protection

  • Isolation
  • Chauffage
  • Abris
  • Toiles
  • Combinaison des méthodes précitées
  • Accélérateur de prise
  • Coffrages

Afin de rencontrer les exigences associées au bétonnage par temps froid, il faut choisir et utiliser un ou des moyens de protection.

Parmi les moyens possibles, il y a, entre autres, les toiles isolantes et les abris chauffés.

Il faut garder à l’esprit que le béton doit être maintenu à la température exigée selon l’épaisseur de la section coulée et, que lors de grands froids, malgré la chaleur d’hydratation dégagée, il peut être difficile de le faire avec seulement une toile isolante.

L’abri chauffé doit alors être envisagé tout en évitant de potentiels problèmes associés aux gaz de combustion et au dioxyde de carbone (aussi appelé gaz carbonique ou CO2) à l’intérieur de l’abri. Il faut laisser les coffrages en place le plus longtemps possible. Ces derniers permettent de distribuer la chaleur plus uniformément et évitent l’assèchement ou la surchauffe localisée du béton par les systèmes de chauffage.

Lorsque le chauffage n’est plus requis, il faut porter une attention particulière à ne pas refroidir le béton trop rapidement. Cela pourrait causer de la fissuration due à un changement brusque de température. Il faut laisser le béton refroidir graduellement.

Aussi, l’utilisation d’adjuvants accélérateurs de prise sans chlorure pourra réduire le temps de prise et ainsi assurer une haute résistance
initiale par temps froid.

Attention, les accélérateurs de prise ne remplace en rien la cure et la protection contre le gel.

À titre préventif, et bien que la protection soit inconditionnellement de mise lors de bétonnage par temps froid, il est tout de même intéressant de souligner qu’un béton avec air entraîné sera plus résistant aux dommages internes causés par le gel-dégel qu’un béton sans air entrainé.

Il ne faut surtout pas oublier de mentionner que l’usage d’antigel est strictement interdit.

Problématiques liées

  • Résistance aux intempéries réduite (moins durable)
  • Résistance en compression réduite (moins fort)
  • Résistance en compression inférieure aux exigences (non conforme)
  • Imperméabilité réduite (plus poreux)

C’est la réaction d’hydratation, soit la réaction chimique entre l’eau et les liants, qui fait en sorte que le béton va durcir.

La température affecte directement la réaction d’hydratation et, par le fait même, le durcissement et la résistance en compression
du béton.

De ce fait, le béton doit subir une cure et être protégé des conditions extrêmes de température et de vent pour acquérir les propriétés finales désirées (voir la fiche technique FT-9.3.1.-01 – La cure du béton).

Si le béton non armé gèle, avant qu’il ne soit suffisamment fort pour résister aux dommages initiaux dus au gel (7 MPa), celui-ci risque une réduction de la résistance en compression en plus d’être moins résistant aux intempéries et moins imperméable.

Conséquences potentielles

Depuis sa fondation en 2015, GCR exige des résistances en compression plus élevées que les minimums exigés par le Code pour le béton des fondations, pour pallier certaines déficiences liées aux us et coutumes du secteur de la construction résidentielle.

Néanmoins, attendu que le Code demeure le strict minimum pour les bâtiments assujettis et pour tous les bâtiments construits dans les municipalités ayant adopté un Code, un ouvrage de béton qui ne rencontre pas ces exigences minimales doit être corrigé selon les recommandations d’un ingénieur avec plans et devis signés et scellés ou être démoli pour être reconstruit conformément à la réglementation applicable.

Pour des travaux par temps froid sans problème

  • Planification
  • Organisation

La solution est simple et réside dans une bonne planification et une bonne organisation, dont :

  • Envisager de réaliser les travaux en conditions plus clémentes (> 5 °C)
  • Vérifier les prévisions météorologiques à court et moyen termes
  • Prévoir les mesures qui seront employées pour les conditions par temps froid et s’assurer de leur disponibilité lors des travaux
  • Assurer un bon suivi des conditions de réalisation (température, vent)
  • Appliquer les mesures prévues le cas échéant

Conclusion

Une mauvaise réalisation des travaux de bétonnage par temps froid peut avoir de fâcheuses et coûteuses conséquences.

Considérer que les dispositions à prendre pour exécuter un bétonnage par temps froid sont de loin moins onéreuses que tout correctif associé à des problèmes de gel du béton.

Alors, si les obligations induites par la réalisation des travaux de bétonnage par temps froid vous semblent trop contraignantes ou onéreuses, il serait judicieux d’éviter la période hivernale et de planifier la réalisation desdits travaux à partir du printemps jusqu’à l’automne.

Cliquez ici pour télécharger la version imprimable de la fiche technique FT-9.3.1.9. -01.

Cette fiche peut faire l’objet de changement sans préavis et il est du devoir de l’utilisateur de se référer à la dernière version disponible sur le site Web de GCR.

RÉFÉRENCES

Garantie de Construction Résidentielle (GCR)

Code de construction du Québec, Chapitre I – Bâtiment, et Code national du bâtiment – Canada 2010 (modifié)

CSA-A23.1, « Béton : Constituants et exécution des travaux »

ACI 306R-10, « Guide to Cold Weather Concreting »

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