Civil & Structural Engineering
Best Practices for Leveling Concrete Slabs to Prevent Cracks
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Pourquoi un labo de béton de niveau importe
Une dalle de béton qui s'installe inégalement ou des pentes dans la mauvaise direction invite à des dommages à long terme. L'eau se trouve contre les fondations, les revêtements de sol et les concentrés de stress aux points faibles, ce qui conduit à des fissures de la ligne de cheveux qui s'élargissent au fil du temps. Pour les allées, les patios, les planchers d'entrepôt ou les dalles de fondation, la marge d'erreur est faible.
Le béton est fort en compression mais faible en tension. Lorsqu'une dalle n'est pas à niveau, la répartition de la charge devient incohérente. L'équipement lourd, les véhicules, ou même le trafic de pied peuvent créer des forces de flexion qui dépassent la capacité de traction du béton. Les fissures se développent ensuite selon des lignes de faiblesse.
Préparation du site et compactage de sous-classes
Le sol sous votre béton détermine finalement si la dalle reste à niveau. Aucune quantité de finition soignée ne peut fixer un sous-grade qui se dépose ou se soulève après la coulée. Commencez par décaper la surface de la couche supérieure, la végétation, et tout matériau organique qui pourrait décomposer et créer des vides.
Normes de compactage
Compactez la sous-grade exposée à au moins 95 % de la densité standard Proctor. Utilisez un compacteur à plaques vibratoires pour les sols sableux et graviers, ou un rouleau de pied de mouton pour le sol argileux. Testez le compactage avec un jauge de densité nucléaire ou un test de cône de sable pour vérifier la conformité.
Drainage et pente de niveau inférieur
L'eau est la principale cause de défaillance de la sous-classe. Assurez-vous que les pentes de la sous-classe sont éloignées des bâtiments ou des structures à un gradient minimum de 1/4 pouce par pied. Installez une couche de 4 à 6 pouces de gravier ou de pierre concassée comme une rupture capillaire. Cette couche de base améliore le drainage et fournit une plate-forme stable pour le compactage.
Barrières à l'humidité et à la vapeur
Pour les dalles intérieures, placer une barrière de vapeur de 6 mil de polyéthylène entre le sous-grade et le béton. Surlaper les coutures de 12 pouces et sceller avec du ruban. Une barrière de vapeur empêche la migration d'humidité du sol, qui peut conduire au curling, à la déformation ou à la pression osmotique qui contribue à la fissuration. Ne pas poser la barrière directement sur le sous-grade sans couche de gravier; les petites pierres peuvent perforer le plastique.
Coffrage et renforcement
Coffrage définit la forme de la dalle et établit la référence initiale de l'élévation. Utilisez des formes droites et rigides en acier, aluminium ou bois dimensionnel. La dalle forme solidement à intervalles ne dépassant pas 4 pieds pour résister à la pression latérale du béton humide.
Rails éparpillés et goupilles de qualité
Pour les grandes dalles, installer des rails ou des guides de tuyaux pour contrôler le niveau sur toute la largeur. Conduire les goupilles de qualité dans le sous-grade à intervalles réguliers, puis régler la hauteur du rail avec une ligne de corde et un niveau laser. Vérifier chaque goupille avec un laser rotatif ou un transit pour confirmer l'altitude. Les rails doivent rester parfaitement parallèles et à la bonne hauteur tout au long du dévers.
Placement de renforcement en acier
Le renforcement de l'acier contrôle la largeur de la fissure mais n'empêche pas la fissuration. Placez le fil soudé ou la barre de remorquage à la bonne profondeur dans la dalle, généralement à mi-profondeur ou légèrement au-dessus. Supportez le renforcement sur les dobies ou les chaises en plastique de sorte qu'il ne se dépose pas au fond pendant la coulée.
Selon les directives de l'American Concrete Institute (ACI), le renforcement doit être continu sur les joints de commande pour permettre le mouvement de la dalle. Lors de l'isolement, l'acier doit être interrompu pour que la dalle puisse se déplacer de façon indépendante.
Choisir le bon mélange de béton
Le mélange de béton affecte directement la maniabilité, la facilité de finition et la durabilité à long terme. Un mélange avec trop d'eau augmente le rétrécissement et affaiblit la surface, rendant le nivellement difficile. Utilisez un faible rapport eau-ciment de 0,40 à 0,50 pour la plupart des dalles extérieures, et 0,45 ou moins pour les planchers industriels intérieurs. Spécifiez une valeur de chute de 3 à 4 pouces pour le finissage manuel, ou de 2 à 3 pouces pour le finissage de la machine.
Mélanges pour une meilleure performance
Les amalgames de réduction d'eau vous permettent de maintenir votre travail tout en diminuant la teneur en eau. Des réducteurs d'eau à haute portée (superplastiques) conviennent aux dalles nécessitant un débit exceptionnel sans eau ajoutée. Les agents d'entraînement à l'air améliorent la résistance au gel-dégel dans les climats froids en créant des vides d'air microscopiques qui soulagent la pression interne de l'eau verglaçante.
Taille globale et classement
Pour une dalle de 4 pouces, utiliser un agrégat de 1 pouce au maximum. Les agrégats bien gradués avec une distribution équilibrée de particules fines et grossières réduisent le volume de pâte nécessaire, ce qui réduit le rétrécissement. Une gradation continue facilite également le scrueding et le flottage car le béton se déplace de façon prévisible sans ségrégation.
Versement et screeding
Commencez à placer le béton au coin le plus éloigné et à travailler en arrière vers le goujon. Distribuez les charges uniformément pour éviter les coffrages surcontraints. Utilisez un vibrateur pour consolider le béton autour du renfort et dans les coins, mais évitez les survibrations, qui peuvent forcer les agrégats grossiers au fond et apporter l'excès de pâte à la surface.
Technique de retrait et de retrait
Après avoir étendu le béton à une hauteur approximative, tirez une planche droite sur les formes ou les rails. Utilisez un mouvement de sciage en progressant le long de la dalle. Cette action pousse l'excès de béton devant la planche et remplit les taches basses. Gardez le niveau de la grume et maintenez la pression aux deux extrémités. Déplacez à un rythme constant afin que le béton ne commence pas à se mettre avant que vous terminiez le passage.
Pour les larges dalles, utilisez un rouleau à long manche ou un système laser. Les greds laser fournissent une rétroaction en temps réel et peuvent réduire la tolérance à la mise à niveau à 1/8 pouce sur 10 pieds. Bien que les coûts d'équipement sont élevés pour les petits projets, il existe des options de location pour les emplois de taille moyenne où la précision compte.
Niveau de vérification pendant le Pour
S'arrêter après chaque deux ou trois passes pour vérifier la surface avec un recentrage et un niveau de torpille. Recherchez le couronnement ou les dépressions. Remplissez immédiatement les taches basses avec du béton frais, pas de pâte. Les taches élevées doivent être arrachées avec la griffe. N'attendez pas que le béton ait durci pour corriger les erreurs de niveau.
Une fois la surface se fixe, les ajustements deviennent impossibles sans broyer ou patcher.
Le Comité 302 de l'ACI recommande de maintenir une tolérance de surface de 1/4 de pouce sur 10 pieds pour les dalles standard et de 1/8 de pouce sur 10 pieds pour les planchers ayant des exigences strictes de niveau.
Floating et Troweling
Après le screeding, laissez le béton perdre sa surface d'eau et devenez assez raide pour supporter un flotteur de taureau sans couler. Cela prend de 30 minutes à plusieurs heures selon la température, l'humidité, et la conception de mélange. Le bull flotte la surface pour lisser les marques de scree, remplir des vides mineurs, et intégrer l'agrégat grossier juste sous la surface.
Quand utiliser une moulure à main ou une truelle à puissance
Une fois le béton encore durci, les empreintes de pas ne sont que de 1/4 de pouce de profondeur, commencez à flotter à la main ou à troweler. Les flotteurs à main sont idéaux pour les petites dalles et autour des bords où les troïdes ne peuvent pas atteindre. Utilisez un flotteur de magnésium pour éviter de tirer des fines à la surface trop agressivement. Les troïdes à main produisent une surface plus dense et plus plate sur de grandes surfaces. Commencez par la troïne en position de flotteur (plate) et faites des passages en chevauchement dans un motif circulaire.
Revérifier le niveau après avoir flottant
Replacez la dalle à nouveau après le premier passage flottant. Un long plan ou un niveau laser révèle toute zone haute ou basse qui s'est développée pendant le premier ensemble. Les points élevés peuvent être rasés avec une truelle encastrée, et les taches basses peuvent être remplies d'une fine couche de béton frais. Empilez le remplissage en place et le reflot. Ne tentez pas de remplir les dépressions profondes avec de la pâte propre; il rétrécira et craquera.
Utilisez mortier avec petit agrégat pour réparer plus de 1/4 pouce de profondeur.
Un second passage flottant après le béton durcit encore plus peut atteindre une surface plus lisse et plus plate. Pour les dalles architecturales, une finition en acier de la truelle fournit la surface la plus plate mais nécessite un timing prudent. Finissez trop tôt, et la truelle crée une croûte qui délave. Finissez trop tard, et la surface devient trop difficile à travailler.
Contrôle des articulations et prévention de la fissure
Peu importe le niveau de la surface, le béton se fissurera si les points de décompression ne sont pas contrôlés. Les joints de commande, aussi appelés joints de contraction, créent des plans affaiblis où les fissures peuvent se former en lignes droites et prévisibles. Placez les joints à intervalles 2 à 3 fois l'épaisseur de la dalle en pieds. Pour une dalle de 4 pouces, les joints d'espace 8 à 12 pieds d'écart.
Calendrier de la coupe conjointe
Les joints coupés dès que le béton est assez fort pour supporter le poids d'une scie sans éparpiller les bords. Pour la plupart des dalles, cela se produit 4 à 12 heures après la finition. Les scies à entrée précoce avec des lames diamantées permettent de couper dans les 2 à 4 heures. La profondeur de la coupe doit être au moins un quart de l'épaisseur de la dalle. Une coupe de 1 pouce-deep dans une dalle de 4 pouces suffit pour contrôler l'emplacement de la fissure.
Les joints à outils, formés avec un rainur tandis que le béton est encore en plastique, sont une alternative à la coupe de scie. Ils produisent des plans plus faibles qui se fissurent proprement, mais le timing doit être précis. Les joints à outils ne fonctionnent que sur de petites dalles ou lorsque la préférence esthétique nécessite un bord arrondi.
Joints d'isolement et joints d'expansion
Lorsqu'une dalle de béton rencontre une structure de colonne, de mur ou existante, installez des joints d'isolement. Ils sont faits avec un matériau de remplissage compressible comme une fibre de carton préformé ou une mousse à cellules fermées. Les joints d'isolement permettent un mouvement indépendant et empêchent les fissures de la contrainte.
Les joints doivent être croisés à des angles de 90 degrés. Les joints en forme de mité ou de biais concentrent la contrainte et conduisent à l'éparpillement. Pour obtenir des conseils supplémentaires sur la conception et l'espacement des joints, consultez les manuels de conception de l'Association de ciment de Portland.
Méthodes de séchage pour les labos sans crack
Le béton continue à s'hydrater et à gagner de la force seulement s'il reste humide. Si la surface sèche trop rapidement, les fissures de rétrécissement se développent. Les 7 premiers jours après le placement sont les plus importants. Maintenir un environnement humide cohérent en utilisant une ou une combinaison de méthodes.
Mouiller et pondérer
Ensevelir la dalle avec de l'eau et la garder couverte de jarret humide ou de paille pendant au moins 7 jours. Pour les dalles plates, l'étang fonctionne bien; construire de petites digues de terre autour du périmètre pour retenir l'eau. Remplacer l'eau évaporée quotidiennement. Cette méthode est intensive en main-d'oeuvre mais très efficace par temps chaud et sec. Évitez d'utiliser l'étang sur les dalles colorées parce que les dépôts minéraux peuvent tacher la surface.
Composés de laminage et de durcissement en plastique
Couvrez la dalle de feuilles de polyéthylène 4-mil ou plus épaisses. Surlapez les feuilles de 12 pouces et pèsez les bords avec des tubes de sable ou des piquets de forme. Gardez le plastique en contact avec la surface du béton pendant 7 jours. Si les tentes en plastique se lèvent, les poches d'air se forment et lent durcissent dans ces zones.
Les composés de durcissement des membranes liquides sont appliqués avec un pulvérisateur après la finition. Ils forment un film mince qui réduit l'évaporation. Appliquer le composé au taux de couverture recommandé par le fabricant, généralement de 200 à 400 pieds carrés par gallon. Réappliquer si la pluie tombe dans les 4 premières heures. Les composés de durcissement fonctionnent bien pour les grandes dalles où le durcissement par voie humide est peu pratique.
Vérifier la compatibilité si la dalle recevra des revêtements de carrelage, de peinture ou de sol plus tard; certains composés doivent être enlevés avant l'application de colle.
Gestion de la température et du vent
Le temps chaud accélère l'évaporation et augmente le risque de fissuration. Versez le béton tôt le matin ou le soir lorsque la température ambiante est plus basse. Utilisez des parasols ou des brise-vent pour réduire le séchage de la surface. Par temps froid, protégez la dalle avec des couvertures isolantes et de la chaleur, mais évitez le chauffage direct de la flamme, qui sèche la surface.
Dépannage des problèmes de nivellement commun
Même avec un travail minutieux, des problèmes peuvent survenir pendant la finition. La reconnaissance et la correction précoces permet d'économiser du temps et empêche les défauts permanents.
Crowning ou High Centers
Une couronne se produit lorsque le centre d'une dalle est plus haut que les bords. Cela résulte généralement de sur-troweling ou d'utiliser une truelle de puissance qui monte le béton. Pour fixer, abattre plus agressivement et garder le niveau de grumed sur toute la largeur. Utilisez une ligne droite après chaque passage pour identifier les centres élevés avant le béton raidit. Une fois durci, le broyage diamant est la seule correction pratique.
Oiseaux et bains d'oiseaux
Pendant le déversement, maintenir un approvisionnement constant en béton et éviter les zones isolées surmenées. Si un point bas apparaît alors que le béton est encore en plastique, ajouter un mélange frais et le faire tomber. Pour les points bas découverts après le durcissement, utiliser un recouvrement auto-niveauté ou un mortier de réparation cimenteux.
Cracks aléatoires
Si des fissures aléatoires apparaissent malgré un positionnement approprié de l'articulation, vérifiez l'une de ces causes : tassement de la sous-classe, eau excessive dans le mélange, mal durcir ou espacement trop large des articulations. Les fissures de 1/16 pouce ou moins de la ligne de cheveux sont généralement cosmétiques et peuvent être remplies par injection d'époxy.
Pour les projets exigeant une planéité extrême, tels que les entrepôts avec des chariots élévateurs à allées très étroits, utilisez FloorSpec des installateurs certifiés qui se spécialisent dans les dalles superplates. Leurs méthodes reposent sur des crêpes guidées par laser, des truelles automatisées et des tests de tolérance précis à chaque étape.
Entretien à long terme pour les labos de niveau
Une dalle de béton qui commence à niveau restera à niveau seulement avec un entretien occasionnel. Sceller la surface avec un silane pénétrant ou siloxane scellant tous les 3 à 5 ans pour réduire l'absorption d'humidité et protéger contre les sels de dégivrage. Respirer lorsque l'eau ne perle plus sur la surface. Inspecter les joints chaque année; nettoyer les débris et remplir avec un joint souple pour les maintenir fonctionnels.
Surveillez les signes de colonisation, comme les écarts entre les portes, les planchers en pente ou les fissures de mur reliées à la dalle. Si la dalle est en place, le bâillonnage ou le levage de mousse de polyuréthane peuvent rétablir le niveau sans démolition.
Ne placez pas de charges lourdes sur la dalle avant que le béton ait complètement durci pendant au moins 28 jours. Pour les dalles industrielles, l'installation de la grille de retard ou le placement de l'équipement lourd jusqu'à l'essai de maturité montre au moins 90 pour cent de la résistance de conception.
Tout mettre en place
Chaque étape se construit sur la précédente. La préparation du site de rushing pour gagner du temps signifie vivre avec des dépressions et des fissures plus tard. Choisir un mélange à haute lump pour rendre le verser plus facile augmente le rétrécissement et affaiblit la surface. Sauter des rechecks flottants permet des erreurs de niveau à régler en permanence. Et le fait de négliger le durcissement garantit des fissures qu'aucune quantité de placement d'articulation ne peut contrôler.
Utilisez les meilleurs outils disponibles : niveaux laser pour l'alignement de grade, contrôles de rectitude tout au long de la finition, et scies d'entrée précoce pour la coupe en joint. Combinez-les avec un mélange de béton bien conçu et un programme de durcissement discipliné. Le résultat est une dalle plate et durable qui résiste aux fissures et sert son but pendant des décennies.
Pour plus de détails sur les normes de positionnement et les spécifications de finition du béton, voir les archives des magazines Concrete Construction[ et ACI 302.1R «Guide pour la construction de planchers et de lattes en béton».