Bornes en béton préfabriqué : solutions de sécurité et de design

Protection contre les impacts et design premium

En matière de sécurité des piétons, il existe de nombreux types de bornes que les urbanistes et les architectes peuvent utiliser pour protéger les personnes et les biens contre les intrusions de véhicules. Des bornes en acier aux couleurs vives bordent de nombreux coins de rue et parkings — mais toutes les bornes n'ont pas à ressembler à des tuyaux néon pour servir de guides de trafic ou de barrières anti-collision. Les sites nécessitant une esthétique plus moderne ou subtile ont d'autres options pour assurer la sécurité contre les chocs de véhicules.

Les bornes en béton préfabriqué sont un exemple de borne décorative qui offre une protection contre les impacts sans distraire du paysage et du style architectural. Renforcées avec de l'acier pour une résistance exceptionnelle et disponibles dans de nombreuses formes, tailles et finitions de surface, les bornes en béton peuvent être utilisées pour toute application de borne permanente.

Pourquoi utiliser le béton ?

Le béton est un excellent matériau de construction, utilisé dans la plupart des grands bâtiments et projets d'infrastructure urbaine — vous auriez du mal à trouver un bâtiment moderne qui n'utilise pas le béton pour au moins la fondation. Seul, le béton a une masse thermique élevée et résiste aux intempéries, le rendant idéal pour une utilisation en extérieur. Le béton peut également être facilement amélioré avec une armature en acier pour une résistance accrue et une finition de surface supplémentaire, le protégeant des éléments extérieurs tout en ajoutant une texture de surface attrayante.

Les produits en béton préfabriqué sont utilisés pour une gamme d'applications :

• Mobilier architectural de site pour la sécurité et la protection
• Matériaux de construction structurels
• Pavés de surface
• Logements pour conduits de services publics

Béton préfabriqué : avantages de la fabrication contrôlée

Comparés aux projets de béton coulé sur place, les fabricants de béton préfabriqué ont un contrôle exceptionnel dans la gestion de la qualité et de l'apparence des produits en béton. Les installations de coulage bénéficient d'un environnement de fabrication propre pour minimiser les impuretés. Les produits préfabriqués utilisent également des moules, ce qui assure l'uniformité entre plusieurs articles, et permet un haut degré de planification et de prévisibilité dans la détermination des mélanges et volumes de béton.

Pour les projets de béton coulé sur place, le coffrage est souvent l'intrant le plus coûteux, car il nécessite une main-d'œuvre et des matériaux extensifs. Faire appel à des fabricants hors site est un moyen efficace de réduire les coûts tout en assurant la qualité et les caractéristiques de performance spécifiques. Les produits en béton préfabriqué sont expédiés prêts à l'emploi et nécessitent généralement beaucoup moins de temps et de main-d'œuvre pour l'installation.

Béton armé : l'acier fournit résistance et durabilité

Seul, le béton a une résistance à la compression exceptionnelle, mais est faible en résistance à la traction et au cisaillement. Cela signifie qu'il est très susceptible à la fissuration — surtout lorsqu'il est soumis à des forces importantes au fil du temps. Comment le béton peut-il être renforcé ? En utilisant de l'acier.

Avantages de l'acier

• Résistance exceptionnelle : L'acier peut supporter des forces de traction et de cisaillement élevées
• Comportement similaire au béton : L'acier réagit à la température et à l'humidité en se contractant et se dilatant
• Facile à manipuler : L'acier peut être plié, coupé ou lié en différentes formes pour s'adapter à toute forme de béton
• Vitesse d'assemblage : L'acier peut être assemblé rapidement dans les coffrages et moules
• Faible maintenance : L'acier nécessite un entretien minimal une fois installé
• Économique : L'acier est abordable et courant en Amérique du Nord

Lorsque l'acier est couplé avec le béton, le résultat est le béton armé. C'est un matériau avec une résistance et une durabilité incroyables et qui sert de bloc de construction pour les bornes à la fois décoratives et fonctionnelles.

Armature : le matériau de renforcement le plus courant

Différents types de renforcement peuvent être utilisés pour des applications spécifiques en béton. Le matériau de renforcement le plus courant est l'armature en acier, bien que le béton armé puisse également utiliser du treillis métallique. L'acier s'imbrique et se lie au béton pendant qu'il durcit, fournissant une résistance supplémentaire.

Qu'est-ce que l'armature ?

L'armature est un matériau polyvalent qui peut être facilement plié, coupé ou épissé, et différents types sont disponibles, chacun avec des propriétés spécifiques incorporées pour la résistance, la soudabilité et la résistance à la corrosion.

Gérer la corrosion

Il convient de noter que l'acier est généralement protégé de la corrosion par les niveaux de pH élevés du béton environnant. Cependant, des niveaux de pH abaissés, ou des sels marins ou de déneigement excessifs, peuvent pénétrer le béton et déclencher une réaction en chaîne.

Au moment de l'installation, une corrosion de surface mineure n'affectera pas l'intégrité structurelle de l'armature (et peut même être souhaitée pour favoriser une meilleure adhérence). Une fois scellée, l'isolement des environnements extérieurs stoppe l'oxydation.

Pour prévenir une corrosion supplémentaire, les fabricants devraient :

1. S'assurer qu'assez de béton a été appliqué pour entourer et protéger l'acier intégral
2. Utiliser des matériaux résistants à la corrosion, tels que l'acier inoxydable, galvanisé ou époxy

Pour augmenter l'intégrité structurelle du béton porteur, appliquez une tension aux barres d'armature avant de couler le béton. La tension est ensuite maintenue jusqu'à ce que le béton durcisse. La précontrainte assure un produit final plus résistant pour supporter de lourdes charges.

Les stratégies de renforcement en acier peuvent varier. Les projets formels nécessitent des professionnels de la conception qualifiés pour considérer l'utilisation prévue d'une structure :

• Emplacement
• Portées
• Charges attendues

Les conceptions exigent également que des paramètres précis soient spécifiés pour les quantités, grades, tailles et emplacements des matériaux au sein d'un projet plus large. Les méthodes utilisées pour produire du béton préfabriqué offrent des circonstances idéales pour prédéterminer les conceptions de charge et assurer une application cohérente sur une gamme de produits.

Finition de surface pour la touche finale

Le béton préfabriqué peut être conçu avec une gamme de couleurs, textures et finitions qui seraient autrement difficiles à réaliser avec les méthodes de coulage sur place. Ces finitions sont obtenues en utilisant différents mélanges de béton, sélections d'agrégats et méthodes de traitement. En général, les finitions de béton sont regroupées en deux catégories : lisses et à agrégats apparents.

1) Finition béton lisse

Plusieurs variables peuvent affecter l'apparence finale du béton :

• Type de ciment utilisé
• Mélange
• Météo
• Conditions de durcissement

Les surfaces lisses peuvent être créées en donnant au béton préfabriqué une finition brute de décoffrage ou légèrement sablée. Une finition brute de décoffrage est créée en retirant le béton de son moule et en appliquant peu ou pas de traitement supplémentaire. Les finitions brutes de décoffrage offrent un profil très propre et sont propices à la peinture. Cependant, il peut être difficile d'obtenir une couleur cohérente sur les finitions brutes de décoffrage pour les grands projets.

Les petites bulles d'air, ou « yeux de bogue », seront plus visibles sur les surfaces de béton lisses, ce qui, selon l'application, peut être un inconvénient. Les vides peuvent être éliminés avec un sacage de béton supplémentaire, mais ce peut être un processus coûteux. Le sablage léger est souvent appliqué pour obtenir une apparence plus uniforme et lisse, minimisant les variations de couleur et de texture du ciment liant — mais cela peut aussi rendre les vides et autres imperfections plus visibles. Un sablage plus lourd entraînera des agrégats apparents, donc considérez la finition souhaitée pour déterminer le niveau de sablage requis.

2) Finition béton à agrégats apparents

Le béton à agrégats apparents nécessite un traitement supplémentaire, tel que le sablage, pour révéler les pierres utilisées dans un mélange de béton. Les matériaux d'agrégats représentent généralement environ 60 à 70 % d'un mélange de béton, et une multitude de types d'agrégats différents peuvent être utilisés. Une fois exposés, les agrégats peuvent avoir un effet significatif sur la couleur, l'apparence et la texture du béton. Les finitions à agrégats apparents ont tendance à être plus uniformes et cohérentes que les finitions lisses, éliminant virtuellement l'apparence des vides et autres imperfections — de près comme de loin.

Les agrégats peuvent être exposés à différents degrés pour obtenir une gamme de textures et de nuances de couleur, ou pour préserver la présence du mélange de béton :

• Exposition légère implique le sablage d'une surface de béton jusqu'à ce que les agrégats soient juste visibles à travers le mélange de béton, conservant une présence significative dans l'apparence globale de la surface.
• Exposition moyenne enlève plus de béton de surface, créant une esthétique plus équilibrée entre agrégat et ciment.
• Exposition profonde expose autant d'agrégats que possible — environ un tiers de chaque pierre ou la moitié de la plus petite taille de pierre — pour en faire la caractéristique dominante.

Les agrégats sont généralement exposés par sablage, mais des produits chimiques sont parfois utilisés dans les moules pour limiter le durcissement. Cela rend les surfaces plus faciles à enlever.

Autres finitions de béton

En plus du sablage, une gamme d'autres processus sont disponibles pour modifier les surfaces de béton :

• Gravure à l'acide - similaire au sablage mais permet une meilleure préservation de la couleur et des détails
• Revêtements de moule - implique de tapisser les moules avec des matériaux supplémentaires pour obtenir des textures uniques
• Outillage additionnel - utilisé pour créer une texture de pierre cassée

Bornes en béton préfabriqué et mobilier d'extérieur

Parmi les nombreux produits en béton à choisir, les bornes en béton préfabriqué passent souvent inaperçues, mais elles jouent un rôle important dans la sécurité. Protégez tout espace extérieur avec des bornes en béton qui ne distrairont pas de l'infrastructure environnante tout en augmentant la sécurité.

Ce contenu est fourni à des fins d'information uniquement. Un ingénieur professionnel ou un professionnel de la conception devrait être consulté pour toute application liée à la performance structurelle ou au design esthétique.

Sources

• Architectural Precast Association. "Architectural Precast Concrete Finishes Guide."
• Arnold, Christopher and Mary Ann Lasch. "FEMA 430: Chapter 4: Perimeter Security Design." Site and Urban Design for Security: Guidance Against Potential Terrorist Attacks. Earthquake Engineering Research Institute sous subvention de la Federal Emergency Management Agency et du Department of Homeland Security. 2007.
• Encyclopedia Britannica. "Reinforced Concrete." britannica.com, consulté juin 2014.
• National Precast Concrete Association. The Little Book of Concrete: A Guide to the One Hundred Advantages of Precast Concrete. 2006.
• Precast/Prestressed Concrete Institute. "Design Factors Affecting Aesthetics of Architectural Precast Concrete." PCI Designer's Notebook.