Le processus de durcissement du béton devient plus difficile par temps froid car, pour prendre correctement et atteindre une résistance maximale, le béton frais doit être protégé du gel pendant au moins la première 24 heures, ou jusqu’à ce qu’il atteigne une résistance minimale de 500 livres par pouce carré (psi). Le béton qui gèle à un jeune âge peut perdre une grande partie de sa résistance globale. Mais le béton peut être coulé et placé avec succès par temps froid si les bonnes précautions sont prises pour éliminer les problèmes associés aux basses températures. La définition de l’American Concrete Institute (ACI) du bétonnage par temps froid est «une période pendant laquelle, pendant plus de trois jours consécutifs, la température quotidienne moyenne de l’air descend en dessous de 40 degrés Fahrenheit et reste en dessous de 50 degrés Fahrenheit pendant plus de la moitié de tout 24- heure. »Dans ces conditions, des techniques spéciales doivent être appliquées.

Il n’y a aucune raison d’éviter de couler du béton par temps froid, à condition de pouvoir prendre le Précautions appropriées. Fait correctement, le béton coulé par temps frais est en fait plus solide que le béton coulé par temps chaud, grâce à la période de durcissement lente.

Lorsque les températures extérieures sont inférieures à 20 degrés Fahrenheit , il est préférable d’abandonner simplement l’idée de placer du béton à l’extérieur, car l’hydratation s’arrête complètement à de telles températures. À des températures extérieures très basses, il devient très difficile de maintenir des températures de chantier suffisamment élevées pour assurer de bons résultats, même avec des enceintes et couvertures isolantes .

Si le béton gèle trop tôt

Béton qui gèle quand il est frais, ou avant qu’il n’ait durci à une résistance qui peut résister à l’expansion associée à l’eau glacée subira une perte permanente de résistance. Une congélation précoce peut réduire la résistance finale du béton jusqu’à 50%. Si la température de l’air au moment du coulage et de la mise en place est inférieure à 40 degrés Fahrenheit et si des températures inférieures à zéro sont attendues dans les 24 premières heures, les entrepreneurs devrait suivre un certain nombre de pratiques recommandées pour le bétonnage par temps froid.

Conseils de préparation

Un durcissement approprié du béton par temps froid peut être amélioré grâce à certaines pratiques de préparation :

• Par temps froid, le préchauffage d’un ou plusieurs des matériaux constitutifs (l’eau et le granulat) permet de garantir la bonne température du béton lors du coulage. Plutôt que de chauffer le ciment Portland, cela se fait en chauffant l’eau et / ou le sable et le gravier avant le mélange. Les entreprises prêtes à l’emploi peuvent avoir cette capacité; généralement, le béton quitte l’usine dans des camions à environ 65 degrés Fahrenheit. Le mélange sur place de petites quantités de béton peut impliquer l’utilisation d’eau chaude ou le stockage de l’agrégat dans des endroits intérieurs chauds avant le mélange.
• Les composants du mélange peuvent devoir être ajustés. Le plus souvent, cela implique d’augmenter le rapport de la teneur en ciment dans le béton, ou d’utiliser un adjuvant chimique accélérateur, tel que le chlorure de calcium dans des rapports aussi élevés que 2%.
• Utiliser du ciment Portland de type III, ciment qui aide à la prise sans réduire la qualité du béton. Ceci est important car une teneur élevée en humidité peut entraîner des problèmes de corrosion dans les armatures en acier.
• Évitez d’utiliser des cendres volantes ou du ciment de laitier par temps froid. Ces matériaux se mettent en place plus lentement et génèrent moins de chaleur interne.

Conseils de coulage et de mise en place

Des pratiques supplémentaires lors de la coulée et de la mise en place peuvent également aider le béton à se mettre en place et à durcir correctement par temps froid:

• Assurez-vous de faire en sorte que les équipes soient sur place pendant une période plus longue. Le béton exposé à des températures froides prendra plus de temps pour atteindre une prise initiale, ce qui peut signifier que l’équipe de finition doit être présente plus longtemps.
• Les brise-vent peuvent aider à protéger le béton (et les ouvriers) des vents qui peuvent provoquer des baisses de température rapides et une évaporation trop rapide. En général, des brise-vent d’environ 6 pieds de haut sont suffisants.
• Des clôtures chauffées peuvent être nécessaires. Ceux-ci peuvent être faits de bois, de bâches en toile ou de feuilles de polyéthylène. Le chauffage à l’intérieur de l’enceinte est mieux réalisé avec des radiateurs électriques. Si des appareils de chauffage à combustible sont utilisés, la meilleure option est d’utiliser des appareils de chauffage à combustion indirecte, dans lesquels l’air chaud est acheminé dans l’enceinte à partir d’un brûleur placé à l’extérieur. Une autre option est un système hydraulique dans lequel un mélange chaud de glycol et d’eau circule dans l’enceinte à travers des tuyaux ou des tuyaux.

Le but est de s’assurer que le le béton est coulé et placé à une température d’au moins 40 degrés Fahrenheit et y est conservé pendant une période de temps appropriée au type de béton et à son utilisation prévue.Pour le béton à haute résistance initiale qui ne sera pas exposé à des cycles de gel-dégel, un jour à des températures supérieures à 40 degrés est suffisant. Mais une fondation en béton ou une autre structure qui supportera des charges élevées à un âge précoce nécessite 20 jours ou plus à une température minimale de 50 degrés. N’oubliez pas que le durcissement du ciment est une réaction exothermique qui produit de la chaleur par elle-même, et il suffit souvent de recouvrir le béton de feuilles de polyéthylène ou de couvertures isolantes pour emprisonner la chaleur.

En aucun cas, le béton ne doit geler dans les 24 heures suivant le coulage et la mise en place.

Conseils de cure

Enfin, il existe des techniques que vous pouvez utiliser pendant le processus de durcissement pour vous assurer que le béton atteint sa résistance maximale:

• Lorsque des coffrages sont utilisés, laissez-les placez-les aussi longtemps que possible car ils retiendront la chaleur et aideront à empêcher le béton de sécher trop rapidement. Les coins et les bords sont les plus vulnérables. Les coffrages aideront pendant le processus de dégagement de chaleur.
• De la vapeur vive peut être pompée dans l’enceinte autour du béton pour l’empêcher de se dessécher trop rapidement dans les faibles taux d’humidité qui sont courants par temps froid.
• Attendez que toute l’eau de purge se soit évaporée avant de terminer. Le béton coulé et placé par temps froid a un temps de prise et de durcissement beaucoup plus lent, de sorte que le saignement commencera également plus tard que prévu. Soyez prêt à manipuler plus d’eau de purge que ce qui est typique dans la mise en place de béton ordinaire.
• Pendant le durcissement du béton, vérifiez la température du béton à l’aide d’un pistolet thermique infrarouge. Assurez-vous que le béton maintient une température d’au moins 40 degrés pendant sa période de durcissement.
• Lorsque le chauffage actif est interrompu, protégez-vous contre le refroidissement du béton trop rapidement. Cela peut être fait en abaissant progressivement les températures dans une enceinte ou en recouvrant le béton de couvertures isolantes. Avec de grandes structures, plusieurs jours voire semaines de refroidissement progressif sont conseillés. L’enlèvement soudain des couvertures par temps froid peut provoquer un différentiel de température entre l’extérieur du béton et son milieu, entraînant des fissures.
• Assurez-vous de durcir le béton pendant la période de temps recommandée pour le type de ciment utilisé. Le comité ACI 308 recommande les périodes de durcissement minimales suivantes:
  Ciment ASTM C 150 Type I, 7 jours
  Ciment ASTM C 150 Type II, 10 jours
  Ciment ASTM C 150 Type III, 3 jours
  ASTM C 150 Ciments de type IV ou V, 14 jours
  Ciments ASTM C 595, C 845, C 1157, variables
• Sceller le béton nouvellement durci en appliquant un scellant pour empêcher l’eau extérieure de s’infiltrer dans le béton . Les scellants pour béton prolongeront la durée de vie du béton et réduiront les risques d’échec du durcissement. Dans les régions extrêmement froides, utilisez uniquement un scellant pour béton respirant qui permet l’évaporation de l’humidité.