Introduction : Le béton frais utilisé pour la fabrication des blocs est basé sur une formulation élémentaire : granulats, sable, ciment et eau. La nature des constituants ainsi que les caractéristiques du mélange peuvent être variables: types de roches constituant les granulats (silice -calcaires, granit, silex, etc.), granulométrie, forme . . . . Une seule formulation de matériau pour blocs a été utilisée durant nos travaux expérimentaux. La quantité d’eau est donnée en masse d’eau sur masse des matières sèches. Afin de contrôler parfaitement le pourcentage d’eau du mélange, les matières sèches sont systématiquement séchées en fines couches, à l’air ambiant, en intérieur, et durant au moins 5 jours. Chaque interstice est comblé par un grain de taille maximale. Cette science de la granulométrie a abouti à des méthodes de formulation adaptées à chaque problème. Dans le cas de la fabrication de blocs, l’objectif n’est pas de fabriquer un béton ayant une compacité
maximale puisque la porosité du produit fait partie de sa fonctionnalité : légèreté, isolation thermique et sonore, faible coût. Béton est un terme générique qui désigne un matériau de construction composite, fabriqué à partir de granulats (sable, gravillons, graves) agglomérés par un liant. Le béton est un mélange de plusieurs composants : ciment, eau, air, granulats et le plus souvent, adjuvants qui doivent constituer un ensemble homogène. Les composants sont très différents en fonction de la nature recherchée. La pâte de ciment, élément actif du béton enrobe les granulats. Les Granulats: On appelle granulat tous les matériaux inertes provenant de l’érosion ou de concassage des roches c a d : soit par des agrégations, des concassages des roches, leur taille varie en fonction des celle de coffrage, de la densité d’acier pour les éléments en béton armé, et du type de béton rechercher. La taille ses granulats sont indiqués par deux chiffres :-gravier 3/8 -gravier8 Pour les bétons employés dans le béton courant, les graviers utilises : 8/15- 15/25.
Pour les travaux de Génie civil dans les constructions du barrage ; les graviers sont plus gros jusqu’ à 150mm (béton cyclopéen). Sable : C’est une roche sédimentaire qui doit être propre et sans poussière, argile ou déchet organique. On distingue : -sable de rivière sable de mère ; sable de dune ; sable de carier. La dimension disponible 0/5 et la propreté qui définie par : 1-Equivalant de sable ES >70. 2-1.8
Ex : CPA, CPJ, CHF, CLK 45R, 55,55R.
Classe : 45 ,
Eau : Doit être propre (généralement l’eau potable, plus en béton liquide, plus facile en travailler mais en telle matériau aura une résistance faible après de durcissement il est donc nécessaire de définir la quantité d’eau selon l’usage du béton et la résistance derrière
TP n°7 : Essai d’affaissement au cône d’Abrams Le cône d ’Abrams c’est un instrument tronconique qui sert à apprécier la consistance d’un béton frais. Cet essai, aussi appelé Slump Test, fait l’objet de la norme européenne NF EN 12350-2.
Le cône d’Abrams sert également à réaliser le test d’étalement, aussi appelé Slump Flow Test, qui est définie par les recommandations provisoires de l’AFGC pour les bétons autoplaçants.
L’objectif de ce TP est de déterminer la consistance d’un béton frais en mesurant l’affaissement du béton.
Principe d’essai : Il s’agit de constater l’affaissement d’un cône de béton sous l’effet de son poids propre. Plus l’affaissement est grand et plus le béton sera réputé fluide.
Matériel utilisé : L’appareillage utilisé est composé : D’un cône, dont les dimensions intérieures sont : [(d=100) ;(D=200)] ; (H=300). D’une plaque de base. D’une tige piquante en acier de 600 mm de longueur et de 16mm de diamètre.
D’un portique et un réglet pour mesurer l’affaissement. D’une truelle pour manipuler le béton (figure).
Mode opératoire : La plaque d’appui et le moule sont légèrement humidifies, et le moule est fixe contre la plaque d’appui. Remplir le cône en 3 couches (en remplissant à chaque fois 1/3 de la hauteur du cône). Les couches doivent être piquées 25 fois avec la tige de piquage. L’arasement du béton en excès de la dernière couche se fait à l’aide de la tige de piquage.
Le moule est ensuite retire en 3 a 5 secondes par une remontée verticale et régulière. Immédiatement après avoir retire le moule, l’affaissement est mesure par différence entre la hauteur du moule et le point le plus haut du béton affaisse.
Dans l’essai qu’on a effectué on a utilisé les quantités suivantes :
Eau : 1,8 l . Ciment : 2,9 kg. Pierres concassées : 7,8 kg. Sable : 4 kg.
Résultats : Après démoulage on mesure l’affaissement et on obtient un affaissement égal à 26 cm. Selon le tableau précédent le béton qu’on a préparé est de classe
S 5 (tr è s fluide ) .
Conclusion : Le cône d’Abrams est un outil de mesure d’affaissement qui vérifier si l’ouvrabilité du béton est conforme à celle souhaitée.et a partir des résultats on trouve que le dosage en eau est diminué pour un affaissement trop fort et majoré pour un affaissement trop faible.
TP n° 8 : - Essai d’étalement sur table -Flow Test- (table vibrante ou table à chocs).
- Essai d’écoulement au maniabilimètre. Essai d’étalement à la table à chocs : Cet essai, décrit dans la norme européenne NF EN12350-5, simple à réaliser, permet d’apprécier la consistance du béton en particulier pour les bétons fluides. Il n’est pas adapte pour les bétons secs, et la dimension
maximale des granulats ne doit pas dépasser 40 mm.
Principe de l’essai : La consistance du béton est estimée par l’étalement d’un cône de béton démoule sur une table a chocs. Ce cône de béton est soumis à son propre poids et a une série de secousses. Plus l’étalement est grand et plus le béton est répute fluide.
Matériel utilisé : Le matériel nécessaire consiste en : - une table articulée dont le plateau supérieur carre de 70 cm de cote est constitue d’une plaque de bois recouverte d’une tôle d’acier de 2 mm d’épaisseur ; une poignée et une butée permettent de relever le plateau de 40 mm de hauteur ; le poids total du plateau supérieur est de 16 kg ; - un moule tronconique de 200 mm de haut, de diamètre 200 mm à sa base et 130 mm a sa partie supérieure (volume 4,34 l) ; - un pilon en bois de section carrée 40X40 mm.
Mode opératoire :
Le moule tronconique place au centre du plateau carre est rempli par 2 couches de béton, compacte par 10 coups de pilon. 30 secondes après arasement le moule est retire verticalement. Puis le plateau est soulève de 40 mm jusqu’a la butée et relâché immédiatement. Le cycle est répété 15 fois de suite, chaque cycle durant 2 à 5 secondes.
Résultats : L’étalement de la galette de béton est mesure sur deux diamètres perpendiculaires et exprime par la moyenne arithmétique de ces deux valeurs. La norme NF EN 206-1 définit six classes d’étalement selon le diamètre d’étalement F :
Ouvrabilité Très ferme Ferme Normal Mou Très mou à liquide
Etalement à la table (%) 10 - 30 30 - 60 60 - 80 80 - 100 >100
Essai d’écoulement au maniabilimètre : Cet essai, invente par René Lesage au LCPC, est défini par la norme NF P 18-452. Il est applicable pour des mortiers ou bétons dont la dimension maximale des granulats est inferieure ou égale a 12,5 mm (appareil B), ou comprise entre 12,5 et 40 mm (appareil A). Il n’est pas adapte a des bétons fluides.
L’appareil A concernant un plus grand volume de béton permet de réduire la dispersion des résultats dans le cas de gros granulats.
Principe de l’essai : L’essai consiste à caractériser la consistance par la mesure du temps d’écoulement d’un béton ou d’un mortier soumis à une vibration.
Equipement nécessaire : L’appareil utilise consiste en un boitier parallélépipédique métallique pose sur des supports en caoutchouc, équipe d’un vibrateur et muni d’une cloison amovible. Un chronomètre et une tige de piquage métallique de 6 mm de diamètre (uniquement pour l’appareil B) sont également nécessaires.
Mode opératoire : Le béton ou le mortier est introduit dans la partie la plus grande délimitée par la cloison. Avec l’appareil B, il est mis en place par piquage en quatre couches ; avec l’appareil A, il est rempli sans tassement, a l’aide d’une pelle de terrassier.
Apres remplissage, il faut araser la surface libre a la règle. La mise en marche du vibrateur (50 Hz) est provoquée par le retrait de la cloison. Au même instant le chronomètre est déclenche. On mesure la durée d’écoulement du matériau pour atteindre un repère donné.
Classe de consistance Ferme Plastique Très plastique Fluide
Durée t (en s) t > 40 20 < t < 30 10 < t < 20 t < 10
TP n° 04 : Essai des résistances mécaniques du beton ( Compression) Le béton est considéré comme un solide après achèvement de la prise, mais il s’agit en fait d’un matériau en perpétuelle évolution. Nous allons étudier l’essai qui permet de mesurer les caractéristiques de la résistance du béton en compression : c’est un essai destructif mené sur des échantillons de béton (éprouvette cylindrique de type 16x32), il est couramment utilisé en laboratoire et nous permet de connaitre le comportement
mécanique du béton en compression simple et notamment sa résistance ultime.
Principe de l’essai : L’éprouvette, cylindrique ou cubique, moulée ou carottée, est soumise à une charge croissante jusqu’à la rupture. La résistance à la compression est le rapport entre la charge de rupture et la section soumise au chargement de l’éprouvette. – Il est conseille de procéder à la détermination de la masse volumique de chacune des éprouvettes avant l’essai de résistance à la compression. Ceci permet en effet de voir si la dispersion éventuelle des résistances est due à une éventuelle hétérogénéité des éprouvettes.
Matériel nécessaire : -Machine d’essai de compression : La machine d’essai est une presse pour matériaux durs, qui doit ètre conforme à la norme NF.P.18-411 Elle doit ètre controlée et étalonnée à ces documents à ces plateaux ou contre-plateaux de la presse doivent avoir des dimensions égales ou supérieurs à celles des faces de l’éprouvette soumise à l’essai
-Des éprouvettes cylindrique de 16*32
Matériel de préparation des faces d’appuis - matériel de surfaçage ou rectifieuse pour les éprouvettes cylindriques (moulées ou carottées) ; - balance ; - mètre ruban ou pied à coulisse.
Mode opératoire : L’éprouvette est mise dans l’appareil de compression et est soumise à une sollicitation de type COMPRESSION SIMPLE. Les faces de l’éprouvette doivent être parfaitement planes. Les bases de l’éprouvette doivent être parallèles entre elles et perpendiculaire à l’axe. Les plateaux de la machine doivent être nettoyés pour permettre un bon contact.
On amène le plateau supérieur au contact de l’éprouvette, on remet les capteurs à zéro et on met en charge.
1) Résultats : Poids : 15,520 Kg
F cm=
F Ac
( Fcm :Résistance à la compression em MPa, F :charge maximale
en N, Ac : aire de la section en mm²)
F cm=
509693 N 20106,19 mm ²
= 25,350 MPa *Résultat correct et acceptable*
On remarque une rupture dans l’éprouvette et des fissurations longitudinales comme sur l’image :
*Conclusion : Au cours de ces 3 essais, on a vu quelles sont les manipulations à faire sur un béton durcit, cela nous a permet d’avoir une idée sur le comportement d’un béton durcit et résistance au choc et à la compression. Le laboratoire a été muni de tous les matériels et matériaux nécessaire à la réalisation des essais.
Conclusion : On a vu quelles sont les manipulations à faire sur un béton durcit, cela nous a permet d’avoir une idée sur le comportement d’un béton durcit et résistance au choc et à la compression. Le béton possède deux comportements: l’état frais et l’état durci. Parmi tous lesconstituants du béton, l’eau reste l’ingrédient qui peut nuire le plus même si c’est à grâce l’eau que le béton peut être manipulé. Réduire son dosage permet: - d’augmenter la résistance en compression et en flexion -
réduire la perméabilité
- Réduire la contraction volumique (retrait de séchage) - Moins de risques d’attaques d’agents agressifs extérieurs. La réduction d’eau rend par contre le béton moins plastique. Avec l’incorporation des adjuvants chimiques, cela devient possible.
