un essai réalisé sur le béton de ciment frais peu fluide pour déterminer sa consistance. L’affaissement est aussi connu sous le nom de slump provenant de l’anglais. L’essai
d’affaissement au cône d’Abrams est
La norme NF EN 12350-2 1 décrit cet essai. modifier || modifier le code] code] Mode opératoire [modifier
Cône d'Abrams
Pour réaliser cet essai une plaque et un cône d'Abrams sont utilisés :
la plaque est en acier et a une surface dure et non-absorbante ; le cône d'Abrams est un cône en acier galvanisé. galvanisé . Il a un diamètre intérieur à sa base de 200 mm, un diamètre intérieur à son sommet de 100 mm et une hauteur de 300 mm2. Il porte le nom de son inventeur Duff inventeur Duff Abrams (en)3 ; une tige d'acier lisse de diamètre 16 mm et à extrémité arrondie.
L’essai se déroule en suivant les étapes suivantes :
le cône d’Abrams est placé puis fixé sur la plaque ;
le cône est rempli avec du béton frais en trois fois. f ois. À chaque fois, chaque couche est piquée par 25 coups à l'aide de la tige ; le cône est arasé avec une tige ; le cône est levé immédiatement, verticalement et doucement en l e tournant un peu pour le démouler ; l’affaissement du béton frais est mesuré.
Remplissage
Piquage
Démoulage
Mesure de la hauteur
L'affaissement est la distance mesurée entre le sommet du cône et le haut du béton affaissé.
Interprétation des résultats[modifier modifier || modifier le code] code] L’affaissement peut prendre différentes formes 4 :
un effondrement complet du béton ; un affaissement par cisaillement, la partie supérieure du béton cisaille et glisse latéralement ; un véritable affaissement, le béton s'abaisse simplement, en gardant plus ou moins de forme.
Plus l’affaissement est élevé, plus le béton est fluide.
La norme NF EN 206 5 classe l’affaissement du béton en cinq groupes : Classe
Affaissement en mm
S1
10 – 40
Ferme, très secs et peu maniable
Fabrication de routes, fondations à armature légère
S2
50 – 90
Plastique, à humidité moyenne et à maniabilité moyenne
Béton armé normal placé avec vibration
S3
100 – 150
Très plastique, très humide et à maniabilité élevée
S4
160 – 210
Fluide, très humide et à maniabilité élevée
S5
≥ 220
Très fluide, très humide et à maniabilité élevée
Propriété du béton frais
Utilisations
Au-dessous de 10 mm, l’essai d’affaissement au cône d’Abrams peut êtr e remplacer par l’essai Vébé. Au-dessus de 220 mm, on parle de béton autoplaçant et l’essai d’affaissement au cône d’Abrams est remplacé par l’essai d’étalement au cône d’Abrams.
Références[modifier | modifier le code] 1. ↑ NF EN 12350-2 Avril 2012, Essais pour béton frais - Partie 2 : essai d'affaissement
2. ↑ [PDF] Le cône d'Abrams [archive] 3. ↑ Affaissement au cône d'Abrams, Info ciments [archive] 4. ↑ (en) « Slump test » [archive], The Concrete Society (consulté le 5 mars 2017) 5. ↑ NF EN 206 Novembre 2014, Béton - Spécification, performances, production et conformité [masquer] v·m
Essais sur les matériaux de construction Granulométrie Analyse granul Sédimentomètri
Propreté Équivalent de s
Pour béton Masse volumét Pycnomètre Masse volumiq Masse volumiq
Granulats
Pour chaussée
Teneur en eau Résistance à l'u Essai Los Ange Essai micro-De Granulométrie Détermination
Propreté Essai au bleu d
Sols Limites d'Atter Teneur en eau Optimum Proct Essai CBR Résistance à l'u Essai Los Ange Essai micro-De
Essai de Friabil Coefficient de f Coefficient de Affaissement au cône d’Abrams
Béton frais Béton de ciment
Vébé Étalement à la table à choc Maniabilimètre Teneur en air occlus Masse volumique Béton autoplaçant Étalement au cône d’Abrams V-funnel L-box
Stabilité au tamis J-ring
Béton durci
Essai de compression · Essais de fendage · Essais de flexion · Va élastique par extensométrie · Essais de dureté de surface
Temps de prise · Perte au feu · Résidu insoluble · Masse volumique · Finesse · Granulométri minéralogique par diffraction
Ciment
Béton bitumineux
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Catégorie : Essai sur béton de ciment [+]
Cône d'Abrams Méthode de calcul de l'ouvrabilité d'un béton à l'état frais. Elle consiste, avant coulage, à mesurer la hauteur d'affaissement d'un échantillon versé dans un moule métallique de forme tronconique, après différents temps de démoulage. Le test du cône d'Abrams (du nom de son inventeur, synonyme : "Slump Test") est défini par la norme Afnor NF.P 18-451 qui détermine quatre niveaux de
Essai Marshall
consistance (donc d'ouvrabilité - voir ce mot) suivant la hauteur d'affaissement, au terme de 10 minutes d'âge: - Ferme de 0 à 4 cm d'affaissement, - Plastique de 5 à 9 cm, - Très Plastique de 10 à 15 cm, - Fluide à partir de 16 cm. Cet essai ne doit pas être confondu avec la méthode de Chale qui reproduit les conditions d'une mise en œuvre de coulage en coffrages en mesurant
l'affaissement d'une masse de béton après une chute.
I) Introduction: Le béton est un matériau minéral obtenu en mélangeant du ciment, de l’eau et des granulats,
qui dépend de ses constituants et de leurs dosages. Dans ce tp on doit Fabriquer un béton qui répondant aux exigences requises d’ouvrabilité et de résistance mécani que : - classe de consistance S4 (NF EN 206 -1) - résistance à la compression à 28 jours fc28 = 35 MPa.
II) Matériels : - Balance- Matériel de manutention et de nettoyage( Brouette, bacs, pelles, truelles, brosses, chiffons..)- Bétonnière- Cône Abraham et une tige de piquage- 2 moules cylindriques ??16 x 32 cm- 1 moule prismatique 10x10x40 cm,- Table Vibrante (pour la mise en place du béton), - Huile de démoulage et pinceaux- Aéromètre.
III) Interprétation: -dans ce tp nous devient de formuler et fabriqué un béton qui doit cautérise des exigences d ouvrabilité et de caractéristiques mécaniques. -on a formulé notre beton avec la méthode de dreux-grossie par un simple calcul de la règle des trois. -on malaxé les constituant avec le malaxeur : on suis les étapes précédents NB : il faut verser de l’eau sur les parois de malaxeur avant de commencer les essais pour que les parois sec n’absorbent pas l’eau. -afin de terminer le malaxage en doit vérifier l’ouvrabilité de notre béton à l’aide de cône d’Abrams -L’affaissement a donnais 22 cm implique que notre béton est : Un béton très fluides (c’est
bien le résultat recherché.) -La mise en place des éprouvettes se une légère vibration. Les moules sont remplis en trois couches NB : les éprouvettes doivent teinter avec l ’huile pour que le béton fabrique ne se colle pas avec les parois.
IV) Conclusion: Dans ce tp en a étudier comment fabrique et formuler un béton On a tester l’ouvrabilité de notre béton a l’Etat frais .
En general le beton est un matériau qui paraît rustique et simple mais qui est en réalité très complexe en sa fabrication.
L’essai d’étalement à la table à choc est un essai réalisé sur le béton de
ciment frais fluide mais ayant vocation d’être mis en œuvre par vibration1. Le but de l’essai est de déterminer la consistance de ce béton frais. L’étalement est aussi connu sous le nom de flow provenant de l’anglais. La table à choc est aussi appelétable DIN provenant de l’allemand. La norme NF EN 12350-5 2 décrit cet essai.
Mode opératoire[modifier | modifier le code]
Table à choc, cône, seau et balayette
Pour réaliser cet essai une table à choc et un cône sont utilisés. Le cône a un diamètre intérieur de base de 200 mm, un diamètre intérieur de sommet de 130 mm et une hauteur de 200 mm. L’essai se déroule en suivant les étapes suivantes :
la table est mouillée avec de l’eau de gâchage ; le cône est placé au centre de la table et rempli avec du béton frais en deux fois. A chaque fois, chaque couche est tapotée 10 fois.
le cône est retiré après trente secondes d’attente, le béton s’étale sur la table ;
la table est levée jusqu’à une hauteur de 40 mm puis laissée tombée 15 fois, le béton s’étale encore plus ;
on mesure le diamètre le plus grand ainsi que le diamètre qui lui est perpendiculaire.
L'étalement est la moyenne de ces deux diamètres.
Démoulage
Mesure du diamètre
Interprétation des résultats[modifier | modifier le code] Plus l’étalement est important, plus le béton se mettra en place facilement.
La norme NF EN 206 3 classe l’étalement du béton en six groupes. Classe Étalement en mm Propriété du béton F1
≤ 340
Ferme
F2
350 - 410
Plastique
F3
420 - 480
Mou
F4
490 - 550
Très mou
F5
560 - 620
Fluide
F6
630 - 700
Très fluide
Au-dessus de 700 mm, on parle de béton autoplaçant et l’essai d’affaissement au cône d’Abrams est remplacé par l’essai d’étalement au cône d’Abrams.
Références[modifier | modifier le code] 1. ↑ Jean-Michel Torrenti , Laetitia D’Aloia-Schwartzentruber, Le grand livre des bétons, Connaissances et pratiques - Avancées environnementales - Réglementation et cadre normatif, Éditions du Moniteur, 2014 2. ↑ NF EN 12350-5 Juin 2009, Essais pour béton frais - Partie 5 : essai d'étalement à la table à choc 3. ↑ NF EN 206 Novembre 2014, Béton - Spécification, performances, production et conformité
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Propreté Équivalent de s
Pour béton Masse volumét Pycnomètre Masse volumiq Masse volumiq
Pour chaussée Granulats
Teneur en eau Résistance à l'u Essai Los Ange Essai micro-De Granulométrie Détermination
Propreté Essai au bleu d
Sols
Affaissement au cône d’Abrams
Béton de ciment
Béton frais
Vébé Étalement à la table à choc
Limites d'Atter Teneur en eau Optimum Proct Essai CBR Résistance à l'u Essai Los Ange Essai micro-De Essai de Friabil Coefficient de f Coefficient de
Maniabilimètre Teneur en air occlus Masse volumique Béton autoplaçant Étalement au cône d’Abrams V-funnel L-box
Stabilité au tamis J-ring
Béton durci
Essai de compression · Essais de fendage · Essais de flexion · Va élastique par extensométrie · Essais de dureté de surface
Temps de prise · Perte au feu · Résidu insoluble · Masse volumique · Finesse · Granulométri minéralogique par diffraction
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Catégorie : Essai sur béton de ciment [+] 1 Essai d'é ta l e ment sur table ou Flow table test ( Norme ISO 9812) Cet essai est particulièrement adapté au béton très fluide, fortement dosé en superplastifiant . Le
Essai Marshall
diamètre du plus gros granulat ne doit pas dépasser 40 mm. a Princip e de l'essai La consistance est appréciée dans cet essai par l'étalement que connaît un cône de béton soumis à son propre poids et à une série de secousses. Plus l'étalement est grand et plus le béton est réputé flu ide. b Matériel nécessaire et principe d e l'essai Le matériel nécessaire est décrit dans la norme ISO 9812 (norme expérimentale) et schématisé sur la figure 1 . Il consiste en :
un plateau carré de 70 cm de côté permettant d'imprimer des secousses au béton qui sera moulé dans son centre; le plate au de bois est recouvert d'une feuille métallique de 2 mm d'épaisseur. Il est articulé sur un de ses côtés ;
un moule tronconique de 20 cm de haut, de 20 cm de diamètre à sa base et de 13 cm à sa partie supérieure ;
un pilon en bois de section carrée 4c m × 4 cm. Fig. 1 Essai d'étalement sur table c Conduite de l'essai L'essai consiste à remplir avec le béton étudié le moule tronconique placé au centre du plateau carré. Le béton est mis en place en 2 couches et compacté par 10 coups au moyen du pilon. Après avoir arasé le béton avec une truelle, le moule est retiré verticalement. Le plateau est alors soulevé de 4 cm par un côté (le côté opposé étant mainte nu par l'articulation) et relâché en chute libre 15 fois de suite en 30 secondes. Si le béton forme une galette approximativement circulaire et sans ségrégation, l'es sai
est valable. La moyenne des mesures du diamètre de la galette dans deux directions par allèles au côté du plateau définit la consistance mesurée sur la table à secousse. Elle est arrondie au cm le plus proche. d Classe d'étalement sur table La norme ENV 206 définit 4 classes d'étalement sur table : Classe d’étalement F 1
F 2
F 3
F 4
Diamètre ( mm) ≤34
35 41 42 48 49 60 2. Essai Vébé ou essai sur béton frais ( Norme ISO 4110) Cet essai est particulièrement utile pour tester les bétons de faible ouvrabilité . La dimension maximale des granulats ne doit pas dépasser 40 mm. a Principe de l’essai
Dan s cet essai, la consistance est définie par le temps que met un cône de béton à remplir un volume connu sous l’effet d’une
vibration donnée. Plus ce temps est court et plus le béton sera considéré comme fluide. b Matériel nécessaire L’appareillage est ent
ièrement décrit dans la norme ISO 4110
(machine à essai Vébé) . Il est constitué d’un consistomètre schématisé sur la figure
2 et comportant les éléments suivants:
un récipient cylindrique de 24 cm de diamètre et de 20 cm de hauteur;
un cône d’Abrams
;
un disque horizontal transparent de 23 cm de diamètre ;
une table vibrante équipée d’un vibrateur fonctionnant à la fréquence de 3000
vibrations par minute et conférant à la table des mouvements d’une amplitude verticale de ± 0.5mm
environ;
une tige de piq uage. Fig. 2 Essai V ébé c Conduite de l’essai Le cône d’Abrams est fixé à l’intérieu
r du récipient cylindrique (F ig . 2 ). Le béton est mis en place dans ce c ône. Le cône d’Abrams est alors soulevé et, à ce stade de l’essai, il est donc
possible de mesurer l’affaissement au cône comme indiqué précédemment. L’essai se poursuit ensuite
par la mise en vibration de la table durant un temps t tel que la face supérie ure du béton soit entièrement aplanie et au contact du disque transparent qui accompagne la descente du béton pendant le compactage. d Classe de consistance Vébé Le temps t exprimé en secondes définit la consistance Vébé. 5 classes de
consistance Vébé son t définies par la norme ENV 206 en fonction du temps t : Classe Vébé V 0
V 1
V 2
V 3
V 4
Temps à l’essai Vébé (s) ≥31
30 21 21 11 10 5 ≤4
3. Essais de consistance a Maniabilité des bétons Avant d’être un matériau présentant les qualités mécaniques d’un solid
e, le béton a été mis en place dans des coffrages. Cette opération doit pouvoir se f aire avec le maximum de facilité. D’abord , pou
r raccourcir le temps de travail nécessaire à la mise en place; ensuite, pour éviter de découvrir au moment du coffrage , des désordres difficilement réparables voire irréparables, conséquences de la faible maniabilité du matér iau. On dira qu’un béton est d’autant plus maniable (ou ouvrable) qu’il e
st d’autant plus aisé à mettre en place dans les coffrages.
b Objectif des essa is de consistance Le problème est de quantifier cette maniabilité ( ou cette ouvrabilité ) qui est une qualité, évolutive dans le temps, du béton avant prise
. C’est le but des essais de
consistance qui classent les bétons suivant une échelle de fluidité cr oissante: ferme, plastique, fluide. Ces essais sont très divers. Nous ne décrirons ici que ceux qui sont les plus utilisés. Quatre des essais décrits ci dessous sont cités par la norme ENV 206 qui définit pour chacun d’eux
des classes de consistance numéro tée de 0 ou 1 jusqu’à 4 (du béton le plus ferme au plus fluide). Les classes de consistance ne sont pas directement liées entre elles (la classe S3 de l‘essai d’affaissement n’est pas forcément équivalente à la classe V3 de l’essai Vébé).
d Essai d’
affais sement au cône d’Abrams
ou slump test ( Norme NF P 18 451) C’est l’essai le plus couramment utilisé car il est très simple à mettre en œuvre. Il
est utilisable tant que la dimension maximale des granulats ne dépasse pas 40 mm. e Principe de l’essai Il s’a git de constater l’affaissement d’un cône de béton sous l’effet de son propre poids.
Plus cet affaissement sera grand et plus le béton sera réputé fluide. f Matériel nécessaire L’appareillage est complètement décrit dans la norme
NF P 18 451 et est sché matisé sur la figure 3 ; il se compose de 4 éléments:
un moule tronconique sans fond de 30 cm de haut, de 20 cm de
diamètre en sa partie inférieure et de 10 cm de diamètre en sa partie supérieure;
une tige de piquage
une plaque d’appui
un portique de m esure. g Conduite de l’essai La plaque d’appui est légèrement humidifiée et le moule légèrement huilé y est fixé.
Le béton est introduit dans le moule en 3 couches d’égales hauteurs qui seront mises en place au moyen
de la tige de piquage actionnée 25 fois par couche (la tige doit pénétrer la couche immédiatement inférieure). Après avoir arasé en roulant la tige de piquage sur le bord supérieure du moule, le démoulage s'opèr e en soulevant le moule avec précaution. Le béton n’étant plus maintenu s’affais
se plus ou moins suivant sa consistance . Celle ci est caractérisée par cet affaissement, noté A, mesuré grâce au portique et arrondi au centimètre le plus proche. La mesure doit être effectuée sur le point le plus haut du béton et dans la minute qui suit l e démoulage. Fig. 3 Mesure de l’ affaissement au cône d’Abrams
i Classe d’affaissement
La norme ENV 206 définit 4 classes de consistance , en fonction de l’aff
aissement mesuré. Elles sont indiquées sur la figure 4 . Sur cette figure, les rectangles blancs représentent la variation possible d’affaissement correspondant à la classe considérée. Les classes sont notées S1, S2, S3,
S4, et appelée classes d’affaissemen t. S rappelle ici l'initiale du nom de l’ essai en anglais: slump test.
La norme NF P 18
– 305 définit les mêmes classes d’affaissement, mais les note F, P, TP et Fl
(Ferme , Plastique, Très Plastique et Fluide) . Fig. 4 Classes de consistance mesurées au cône d’Abrams
j Limites d’information de l’essai d’affaissement
Grâce aux superplastifiants , on peut réaliser aujourd’hui des bétons très fluides dont l’affaiss
ement au cône dépasse les 25 cm. Le cône ne permet pas de caractériser de manière satisfaisante une telle consistance . Dans ce cas, il serait préférable d’utiliser l’essai d’étalement sur table. D’autre part, l’affaissement ne dit pas tout. Supposons deux
bétons dont la fluidité serait obtenue pour le premier par un dosage en eau important et pour le second par un dosage élevé de superplastifiant . Ces deux bétons peuvent présenter un même affaissement de 25 cm au cône comme représenté sur la figure 5 ; mais le premier présentera une forte ségrégabilité, alors que le second, grâce â son faible dosage en eau, gardera sa cohésion tout en ayant une grande fluidité. On pourra dire de ce béton qu’
il présente une très bonne maniabilité; ce qui ne sera pas le cas du premier qui ne pourra pas être mis en place correctement. Fig. 5 Ex e mple d’un même affaissement ne signifiant pas la même maniabilité D’une manière générale, il paraît difficile d’obtenir un affaissement supérieur de 15 cm avec des
bétons non adjuvantés sans rencontrer des problèmes de ségrégation. D’autre part, il n’est pas possible d’attribuer le même comportement à un béton non
adjuvanté présentant un affai ssement au cône de 10 cm et un béton très dosé en superplastifiant
présentant un affaissement équivalent. Le premier béton sera facile à mettre en place, on dira qu’il
est maniable, alors que le béton adjuvanté sera très visqueux et d’un maniement difficil e. C’est pourquoi, pour des
bétons très fortement dosés en superplastifiant , il paraît souhaitable de travailler avec des affaissements au moins égaux à 15 cm. De tout cela il ressort que la consistance mesurée par l’essai d’affaissement au cône ne suffit
pas pour caractériser la maniabilité d’un béton et qu’il faut toujours préciser la manière dont cet
affaissem ent a été obtenu: notamment le dosage superplastifiant . 4. Essai de compactage ( Norme ISO 4111) Dans cet essai, la dimension maximale des granulats ne doit pas dépasser 40 mm. a Principe de l'essai La consistance est appréciée ici par le rapport entre un volume donné de béton avant compactage et après compactage. Ce rapport est d'autant plus faible que le béton est plus fluide. b Matériel nécessai re Il est écrit dans la norme ISO 4111. Il se compose
d'un récipient parallélépipédique : 20 cm × 20cm × 40cm ( Fig. 6)
d'une truelle rectangulaire.
d'un moyen de compactage qui est une aiguille vibrante, de 40 mm de diamètre maximal ou une table vibrante . Fig.6 Mesure du degré de compactage c -
Conduite de l'essai La mode opératoire est définit par la norme ISO 4111. L'essai consiste à remplir le récipient d e béton. Le remplissage s'effectue avec la truelle en laissant tomber le béton alternativement de chacun des quatre bords supérieurs du récipient. Après avoir été arasé, le béton est compacté, soit au moyen de l'aiguille vibrante, soit au moyen de la table vibrante, jusqu'à ce qu'on ne puisse plus déceler de diminution de volume. Soit s l'affaissement du béton dans le moule mesuré aux quatre coins du récipient. Le degré de compactibilité est exprimé par le rapport :
S h h 1 1
d Classe de compactage La norme ENV 206 définit 4 classes de compactage en fonction du degré de compactibilité : Classe de compactage C 0
C 1
C 2
C 3
S h h 1 1
≥1,46
1,45 1,26 1,25 1,11 1,10 1,04 5. Résistance a Confection des éprouvet tes Dimension des moules ( Norme NF P 18 -
400) Les résistances sont mesurées sur des éprouvettes cylindriques ou prismatiques dont les moules ont des caractéristiques définies par la norme NF P 18 400 pour laquelle les moules plus fréquemment utilisés sont les moules cylindriques. Leurs dimensions sont indiquées ci dessous ; elles doivent être choisies en fonction du diamètre maximal des granulats (D) entrant dans la composition du béton. Mise en place et conservation du béton pour les essais d'étude, de conven ance ou de contrôle ( NF P 18 404) La mise en place dans les moules a lieu par vibration ou par piquage, en fonction des résultats de l'essai d'affaissement et conformément aux normes NF P 18 421, 422, 423. Les moules ayant été munis d'un dispositif s'oppos ant à l'évaporation, les éprouvettes doivent être conservées sans être déplacées pendant 24 h ±1 h dans un local maintenu à 20°c ±2°C. Tab .1 F ormat et dimension des moules Dimension (mm) Section (cm2) par un plan Format (cm) Diamèt re (d) Hauteur (h) Orthogonal Diamétral D (mm) des granulats Cylindre 11x22 112,8 220 100 248 ≤16
Cylindre 16x32 159,6 320
200 511 ≤40
Cylindre 25x50 252,5 500 500 1262 ≤80
Après démoulage, les éprouvettes doivent être conservées à même température, dans l'eau ou dans une chambre humide (d'humidité relative supérieure ou égale à 95 %). Essai d'information ( Norme NF P 18 405) Le béton mis en place dans un ouvrage subit un autre mode de conservation que celui des éprouvettes conservées dans la chambre humide. La température et l'humidité relative de l'air sont généralement différentes. Les caractéristiques du béton d'ouvrage ne seront donc pas les mêmes que celles des éprouvettes réalisées lors des essais d'étude, de convenance ou de contrôle. Les essais d'informatio n ont pou r but d'évaluer les caractéristiques du béton utilisé pour la confection des éléments d'un ouvrage. Le prélèvement de l'échantillon de béton et sa conservation sont décrits par la norme NF P 18 405. Le principe consiste à réaliser des éprouvettes en approc hant au plus près les conditions de mise en place dans l'ouvrage. La conservation doit reproduire également les conditions de conservation de l'ouvrage : même date de démoulage, même exposition au vent, à la pluie ou au soleil, etc. Les éprouvettes peuvent également être obtenues par carottage du béton durci : il s'agit de prélever sur l'ouvrage lui même, avec un outil adapté (le carottier), un échantillon de béton ayant la forme d'une éprouvette (la carotte). Le transport au laboratoire doit être effectué la veille du jour de l'essai. b -
Essais de compression ( Norme NF P 18 406) Objectif de l'essai L'essai a pour but de connaître la résistance à la compression du béton, qui peut être mesurée en laboratoire sur des éprouvettes. Principe de l'essai Les éprou vettes étudiées sont soumises à une charge croissante jusqu'à la rupture. La résistance à la compression est le rapport entre la charge de rupture et la section transversale de l'éprouvette. Equipement nécessaire
Une machine d'essai qui est une presse de force et de dimension appropriées à l’éprouvette
à tester et répondant aux prescriptions des norme NF P 18 411 et NF P 18 412.
Un moyen pour rectifier les extrémités des éprouvettes : surfaçage au soufre, ou disque diamanté. Rectification des extrémités des éprouvettes Conformément à la norme NF P 18 406, l'essai de compression est effectué sur des éprouvettes cylindriques dont les extrémités ont été préalablement rectifiées. En effet, si les éprouvettes étai ent placées telles quelles sur les plateaux de la presse, on ne serait pas assuré de la planéité des surfaces au contact et de leur perpendicularité aux génératrices de l'éprouvette. La rectification consiste d onc à rendre ces surfaces planes et perpendiculaires aux génératrices de l'éprouvette. Pour p arvenir à ce résultat deux méthodes peuvent être employées : le surfaçage au soufre et la rectification par usina ge
des extrémités. Le surfaçage au soufre est décrit dans la norme NF P 18 416. Il consiste à munir chaque extrémité de l'éprouvette d'une gale tte à base de soufre respectant les deux exigences : planéité et perpendicularité aux génératrices. La planéité est assurée de la façon suivante : le mélange soufre, porté à une température de 125°C ±5°C, est liquéfié et versé sur une platine dont le fond a été rectifié ( F ig .7 ). La perpendicularité est obtenue grâce à un dispositif de guidage qui maintient les génératrices de l'éprouvette perpendiculaires au fond rectifié du moule. Fig. 7 Principe du surfaçage au soufre L'éprouvette maintenue par le dispositif de guidage est descendue sur le soufre liquéfié. Quand, apr ès refroidissement, le soufre s'est solidifié, l'éprouvette (à laquelle adhère alors la galet te de soufre) est désolidarisée de la platine et il a procédé au surfaçage de la deuxième extrémité. Pour les éprouvet tes dont la résistance à la compression ne dépasse pas 50Mpa, le surfaçage peut se faire avec un mélange de 60% (en masse) de fleur de sou fre et 40% de sable fin de granularité inférieure à 0,5mm. Au delà, et jusqu'à 80 Mpa, il faudra utiliser un mélange soufré spécialement conçu pour les Bétons Hautes Performances. Pour des bétons dont la résistance est supérieure, la rectification exigera des moyens matériels plus important : une rectifieuse équipée d'une meule diamantée. L'éprouvette est alors usinée de manière à rendre les extrémités parfaitement perpendiculaires aux génératrices. Conduite de l'essai de rupture L'éprouvette, une fois rect ifiée, doit être centrée sur la presse d'essai avec une erreur inférieure à 1%
de son diamètre. Pour des éprouvettes 11×22 ou 16×32, cela signifie une précision millimétrique qui ne pourra pas être obtenue sans l'emploi d'un gabarit de centrage prenant app ui sur l'éprouvette (et non sur le produit de surfaçage), comme indiqué sur la figure 8 . La mise en charge doit être effectuée à raison de 0,5 Mpa/s avec une tolérance de 0,2 MPa/s. Pour de s éprouvettes 11×12 cela signifie une montée en charge de 5KN/s±2KN /s et pour des éprouvettes 16 × 32 de 10 KN/s ±4 KN/s. La charge de rupture, P, est la charge maximale enregistrée au cours de l'essai. Soit S la section orthogonale de l'éprouvette ; la résistance, C
f , est exprimée en Mpa à 0,5Mpa près et a pour expression :
S P f C
Dans la relation ci dessus C
f est directement obtenue en Mpa si P est exprimée en méga newton (MN) et S en m 2
. Fig . 8 Ex e mple de dispositif de centrage de l'éprouvette sur la presse P articularités de la rupture en compression Pour des résistances supérieures à 60Mpa, et suivant la presse utilisée, la rupture peut être brutal e et il est bon d' équiper la presse d'un système de protection pour se protéger des éclats éventuels. En général l'éprouvette rompt de la manière indiquée sur la figure 9. Dans ce type de rupture, deux cônes apparaissent aux extrémités de l'éprouvette rompue. En effet, la p ression exercée par les plateaux de la presse à la jonction avec l'éprouvette gêne les déformations transversales dans cette zone. Dans la
partie centrale, la formation transversale est libre ; elle résulte des contraintes de traction (sym bolisées par les flèches notées t sur la figure 9 A ) perpendiculaires à la compression (et à la fissuration). Ce sont ces contraintes de traction qui aboutissent dans la zone centrale à la fissuration longitudinal e de l'éprouvette, puis à sa ruine. Les zones extrêmes, prot égées par le frettage créé par les plateaux, ne sont pas détruites ( Fig. 8 B ). Le frettage peut être limité en graissant les zones de jonction plateaux/éprouvettes ou en y interposant des appuis en téflon. La rupture est alors du type de celle indiquée sur la figure 9 (C). Elle se produit pour une charge (P 3
) habituellement plus faible que celle obtenue dans le cas général (P 2
) : en protégeant ses extrémités de l'éclatement, le frettage permet à l'éprouvette d'encaisser des chargements légèrement plus impor tants. Fig. 9 Mode de rupture des éprouvettes cylindriques en compression 6. Mesure la résistance à la traction ( Norme NF P 18 408) a Objectif de l'essai Le but de l'essai est de connaître la résistance à la traction du béton de l'éprouvette cylindrique. b Principe de l'essai On procède généralement par essai de fendage sur éprouvette cylindrique conformément à la norme NF P 18 408. Dans cet essai, on appliq ue à l'éprouvette un effort de compression induit des
contraintes de traction dans le plan passant par ces deux génératrices. La rupture, due à ces contra intes de traction, se produit dans ce plan (figure 10 ). Le calcul permet de définir la contrainte de t raction correspondant à cette rupture. c Equipement nécessaire Une presse de force appropriée conforme aux normes NF P 18 411 et NF P 18 412. Des bandes de chargement en contreplaqué neuf ayant une section dont les dimensions sont indiquées sur la fi gure 10 et une longueur au moins égale à celle de l’éprouvette.
Des moules cylindriques, pour la confection des éprouvettes, qui ne doivent pas être en carton car de tels moules ne garantissent pas avec suffisamment de précision la rectitude des génératr ices. Fig. 10 Dispositif pour l'essai de rupture par fondage d Conduite de l’essai L’éprouvette est placée entre les deux plateaux de la presse comme indiqu
é sur la figure 10 , le contact entre les plateaux et l’éprouvette se faisant par l’intermédiaire des deux bandes de
contreplaqué. L e centrage de l’éprouvette doit se faire à 0.5mm près à l’aide d’un gabarit de
centrage. La vitesse de chargement doit être c onstante pendant toute la durée de l’essai et égale à 1,94 kN/s±0,39kN/s pour
les cylindres 11×22 et 4,01 kN/s±0,80 kN/s pour les cylindres 16×32 (ce qui correspond à un accroissement de la contrainte de traction de 0,05MPa/s avec une tolérance de +20%). S i h est la
hauteur de l’éprouvette, d son diamètre et P la charge appliquée, la contrainte de
rupture vaut :
dh P f t
637 , 0
. Dans la relation ci dessus f t
est directement obtenue en MPa si P est exprimée en méga newtons (MN) et d et h en mètres (m ). Cette contrainte doit être exprimée à 0,1 MPa près.
