Le béton renforcé de fibres est un matériau composite appartenant à la catégorie des bétons spéciaux. Ses composants sont constitués d'une matrice de béton normal et d'éléments fibreux discontinus dispersés dans cette matrice.
La matrice
Les différents composants doivent être combinés de manière appropriée pour obtenir les propriétés à l'état frais et les caractéristiques à l'état durci requises pour l'objectif.
Les fibres peuvent être en acier ou en polymère. Outre le matériel, il est important de prendre en compte ces autres aspects :
- la longueur des fibres (distance entre les extrémités des fibres mesurée selon des normes de référence spécifiques)
- la longueur de développement des fibres (longueur de la ligne d'axe)
- diamètre équivalent (diamètre d'un cercle dont la surface est égale à la surface moyenne de la section transversale de la fibre)
- le rapport d'aspect (quotient entre la longueur et le diamètre équivalent des fibres)
- la forme (fibres lisses, fibres crochues, etc.)
Types de béton armé de fibres
En fonction des fibres utilisées, on peut distinguer différents types de béton armé de fibres.
Au fil des ans, la fonte, le laiton, la polyoléfine, le polypropylène et les fibres de polacrylonitrile ont également été utilisés.
Comment utiliser le béton renforcé de fibres ?
L'ajout de composants fibreux dans la matrice améliore certaines performances du béton et, en particulier, sa résistance à la traction, ce qui permet de contrer la formation de fissures. Les fibres ont une véritable fonction de couture. Cette caractéristique est due à la ductilité des fibres.
En pratique, comme l'allongement à la rupture des fibres est environ 2 à 3 fois supérieur à la déformation à la rupture de la matrice de ciment, la crise de conglomérat se produit bien avant que la rupture des fibres ne puisse se produire.
Ainsi, les fibres réduisent le comportement fragile de la matrice de ciment. Comme la présence de fibres dans le ciment peut réduire la fissuration due au retrait hygrométrique, ce type de béton est souvent utilisé pour la construction de sols industriels, où il remplace le treillis électrosoudé pour contrer la formation de fissures.
Avantages et défauts du béton renforcé de fibres
L'utilisation du béton armé de fibres présente plusieurs avantages. Sa résistance à la fissuration, mentionnée ci-dessus, augmente certainement la durabilité de l'œuvre. Mais son utilisation entraîne également une réduction du temps de pose de l'armature, avec une réduction conséquente des coûts de main-d'œuvre.
Outre une résistance à la traction plus élevée, les fibres confèrent à ces ciments composites de bonnes caractéristiques de ténacité et de durabilité, ainsi qu'une bonne résistance aux chocs (résilience), à la fatigue, aux contraintes thermiques et à l'abrasion. Il faut plutôt dire que le seul inconvénient du matériau à signaler est la moindre facilité de traitement de la pâte, en raison de la présence de fibres. Cependant, c'est un défaut qui peut être facilement surmonté en ajoutant au mélange des additifs superplastifiants qui le rendent plus facile à travailler.
Béton renforcé de fibres et NTC 2018
Les nouvelles normes techniques récentes pour la construction (NTC 2018) incluent le béton armé de fibres parmi les matériaux de structure pouvant être utilisés pour la construction.
L'acceptation de ce matériau pour la construction d'éléments structurels a lieu plus de 50 ans après son apparition sur le marché, même en Europe.