07 Novembre
2016
TP BETON ET MATERIAUX CIMENTAIRES MASTER CCI FS2
TRAVAUX PRATIQUES DE BETON ET MATERIAUX CIMENTAIRES N°4 :
FORMULATION ET CARACTERISATION D’UN BETON
Réalisé par :
VALDEZ MARTINEZ Ariel DAGBA Boris IBEGA José
Sous la supervision de : FOREST Florent
Année universitaire : 2016-2017 ARIEL VALDEZ, BORIS DAGBA ET JOSE IBEGA
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TP BETON ET MATERIAUX CIMENTAIRES MASTER CCI FS2
TP 4 Formulation et caractérisation d’un béton
I-
INTRODUCTION
Dans le cadre du cours de Béton et matériaux cimentaires du Master1 CCIFS2 de l’université de Cergy Pontoise, nous avons réalisé le TP 4. Ce rapport présente activités réalisées lors la séance et les rés ultats obtenus.
II-
Les Objectifs du TP
L’objectif de ce TP est la fabrication un béton répondant aux exigences requises d’ouvrabilité et de résistance mécanique .
-Classe de consistance S1 (NF 206-1) -Résistance à la compression à 28 jours fc28 = 35 Mpa.
III-
Le matériel
Afin de réaliser ce TP, le matériel dont nous disposons est constitué de : -Balance -matériel de manutention et de nettoyage (brouette, bacs, pelles, truelles, brosses, chiffons…) -Four à micro-ondes, récipients pour déterminer la teneur en eau des granulats -malaxeur à béton, -cône d’Abrams et une tige de piquage pour la mesure de l’affaissement , -3 moules cylindriques de 16cm de diamètre et 30cm de hauteur -une table vibrante (pour la mise en place du béton), -huile de démoulage et pinceaux, -presse hydraulique (pour la détermination de la résistance à la compression)
Figure 1: Les différentes étapes étapes pour la mesure de l’affaissement au cône d’Abrams d’Abrams
I-
Les matériaux utilisés
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-Ciment CEM I 52.5 de masse spécifique 3.13 g/cm 3 -sable 0/4, silico-calcaire roulé : o o
masse spécifique 2.51 g/cm 3 absorption d’eau 1.2%
-gravillon 6/20, silico-calcaire roulé masse spécifique 2.61 g/cm 3 o absorption d’ eau 0.5% IICOMPOSITION DU BETON o
Pour déterminer la composition du <> de béton répondant aux caractéristiques fixées, on utilise la méthode de <>. La composition pour 1m3 de béton tel que déterminé en TD est : MATERIAUX CIMENT SABLE GRAVIER EAU
IIIIVV-
QUANTITE (kg/m3) 350 710 1107 191
PROCEDURE DE CARACTERISATION DU BETON Malaxage et confections des éprouvettes TRAVAIL DEMANDE
Calculons les différentes quantités de matériaux nécessaires pour la confection des éprouvettes de bétons. La composition de béton trouvé en en TD est : Ciment : M=350 kg/m3 Eau : M= 191 kg/m3 Sable : M= 710 kg/m3 Granulat : M= 1107 kg/m3 Cette composition correspond à la masse des matériaux contenu dans 1m3 de béton Nous disposons de trois éprouvettes de diamètre 16cm et de hauteur 32cm.
Le volume des 3 éprouvettes est : V= π x r2 x h x3=3.14*0.08 2*0.32x3=0.0193m3
V=19.3l Cette quantité correspond au volume de béton nécessaire pour notre formulation. ARIEL VALDEZ, BORIS DAGBA ET JOSE IBEGA
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1) Déterminons la quantité des matériaux correspondant à notre composition Ciment : Pour 1m3 de béton nous avons une masse de 350 kg pour un volume de 0.019m3 nous obtiendrons la masse de ciment : Ainsi Mc= 350x0.019 = 6.75kg. Après optimisation de 5% (pour tenir compte des pertes), on obtient Mc =6.75 x 1.05 = 7.09 kg Mc= 7.09 kg
Calcul de la teneur en eau : La masse humide de sable prélevée = 565.9 g ; après chauffage on obtient une masse sèche de 515.2g
La teneur en eau du sable est : .−.
Ws% =
.
100 1 00 = . %
La masse de sable : Pour 1m3 de Béton nous avons une masse de 710 kg et pour un volume de 0.019m3 nous obtiendrons la masse de sable : Msable=710 x 0.019 =13.50 kg En tenant compte de la teneur en eau du sable on obtient : Ms= (13.70 x 9.84% )+13.70=15.05 kg. Et après optimisation à 5%, on obtient :
Ms= 15.80kg
La teneur en eau du gravier est :
Wg% =
−, .
100 = %
La masse humide du gravier prélevée = 513g ; après chauffage on obtient une masse s èche de 502,9g Gravier Pour 1m3 de Béton nous avons une masse de 1107 kg et pour un volume de 0.019m3 nous obtiendrons la masse de gravier : Mgravier =1107 x 0.0193 =21.36 kg En tenant compte de la teneur en eau du gravier on obtient : Mg= (21.36 x 2%)+21.36=21.78 kg. Et après optimisation à 5%, on obtient : ARIEL VALDEZ, BORIS DAGBA ET JOSE IBEGA
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Mg= 22.87 kg Eau : Pour 1m3 de Béton nous avons une masse d ’eau de 191 kg et pour un volume de 0.019m3 nous obtiendrons la masse d’eau de : ME=191 x 0.0193 = 3.68 kg En tenant compte de l’eau apportée par les matériaux et du coefficient d’absorption on obtient : Me = 3.6 – (0.0984-0.012) x13.7 – (0.02-0.005) x 21.36 = 2.17 kg
Me= 2.17 kg Veau = 2.17l Ainsi pour 0.019m3 de béton nous obtenons : MATERIAUX CIMENT SABLE GRAVIER EAU
QUANTITE (kg) 7.09 15.80 22.87 2.17
2) Mesurons l’affaissement au l’affaissement au cône d’Abrams. Après avoir déterminé les quantités de matériaux nécessaires pour le béton de nos 3 éprouvettes cylindriques, nous avons ensuite mis nos matériaux dans le malaxeur puis et obtenu notre béton. Nous devions donc procéder à la mesure de l’affaissement du béton. Pour ce faire : On huile le cône légèrement et on le remplit de béton en 3 couches puis chacune des couches est piquée par 25 coups de façon répartie à l’aide de la tige de piquage. On O n effectue ensuite l’arase en faisant rouler la tige de piquage. Ensuite on mesure la longueur initiale Lo à l’aide du portique puis après avoir démoulé le cône en le soulevant d’un coup on mesure L1 le point le plus long et la différence donne l’affaissement. Dans notre cas, ayant obtenu un béton fluide, nous avons donc mesuré l’étalement du béton en mesurant plutôt le diamètre du béton bé ton étalé.
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Figure 2:Essai au cone d’Abrams Notre béton est de classe de consistance S
3) Confection des éprouvettes et Calcul de la masse volumique apparente du béton Après avoir pesé les moules à vide, nous les avons remplis de béton. Ainsi on obtient La masse volumique suivante : ρ =
é
=
(7.9+.8+.87+.7) .9
= 2522.63 /3
4) Comparaison : Contenu des résultats obtenus après mesure de l’affaissement on a donc obtenu un béton fluide en lieu et place d’un béton ferme. La masse volumique du béton est légèrement supérieure à la masse volumique de référence (2500 kg/m3) Avec une masse volumique de 2500 kg/m3 on obtient la composition suivante :
Mc= (2500 x 7.09)/2522.63 = 7.03 kg de ciment Ms= (2500 x 15.80)/2522.63 15.80)/2522.63 = 15.65 kg de sable Mg = (2500 x22.87)/2522.63 = 22.66 kg de gravier Me=( Me=( 2500 x 2.17)/2522.63 = 2.15 kg d’eau
5) Essais pour détermination de la résistance du béton Mode opératoire : Les éprouvettes 21 jours après leur confection, les réactions d’hydratation ont eu le temps de se réaliser ; elles vont être soumises aux essais de compression pour déterminer leur résistante à la compression.
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L’éprouvette est nettoyée en surface puis mise dans la presse pour l’essai. Après avoir fait les réglages préliminaires (ajustement de la tête de l’éprouvette à fleur avec la presse) La
consigne de chargement est commandée par un ordinateur relié à la presse. Lorsque l’éprouvette commence à se fissurer, la courbe contrainte déformation donne les différentes caractéristiques de rupture sur le logiciel.
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Ainsi on obtient pour la première éprouvette :
Pour une durée de 28.5 secondes, sous une charge de 123.27 KN, la contrainte maximale qui a causé la rupture est de 6.13 Mpa. La résistance à la compression est donc de 6.13Mpa
Pour la seconde éprouvette, pour une durée de 19 s, sous une charge de 155.95 KN La résistance à la compression est de 7.75Mpa
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En ce qui concerne la 3ième éprouvette, pour une un e durée de 28 s, sous une un e charge de 264.64 KN La résistance à la compression est de 19. 16Mpa.Notons que la troisième éprouvette est plus petite que les précédentes, ce qui a pu jouer sur les résultats lors de l’essai.
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