Réalisé par : Encadré par
Sommaire 1
I.
II.
Introduction :
Travail bibliographique :
1. Définition 2. Appareillage
III.
Mode opératoire : 1. Mesure de la masse volumique apparente du grave 2. La densité apparente d’une fine 3. Les masses volumiques réelles et absolues a) Masses volumiques réelle et absolue d’un grave b) La mesure de la densité réelle de sable
IV.
I.
Conclusion :
Introduction :
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Le granulat est un fragment de roche, d'une taille inférieure à 125 mm, destiné à entrer dans la composition des matériaux pour la fabrication d'ouvrages de travaux publics, de génie civil et de bâtiment.
En vue d’obtenir les résistances souhaitées Le domaine génie civil impose alors une étude sur les différents types des granulats (grave, sable et fine). Généralement la formulation des bétons et mortier estimé en feuille de calcul pour obtenir la dose de granulats est en masse or dans le terrain c’est le calcule en volume qui prime. C’est dans cette perspective que s’insère notre travail qui consiste à trouver le pont qui relie masse et volume .On distingue alors différentes masses volumiques : apparentes, réelles et absolues. Le but donc de ce TP est de savoir les différentes méthodes de mesure de ces dernières.
II.
Travail bibliographique :
Définitions : 3
La masse volumique apparente
La masse volumique absolue
La masse volumique réelle
C’est la masse par unité de volume du matériau pris en tas, comprenant à la fois des vides perméables et imperméables de la particule ainsi que les vides entre particules. C’est la masse par unité de volume de la matière qui constitue le granulat, sans tenir compte des vides pouvant exister dans ou entre des grains. C’est la masse par unité de volume du matériau (granulat– sable) sans tenir compte des vides présent dans ou entre les grains.
Ci-dessous un schéma des différents volumes qu’on peut rencontrer dans un gravier (granulats ou sables) :
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III.
Appareillage :
Récipient normalisé. Une balance de précision relative 0,1%. une règle métallique. Un comparateur. Sable – gravier. Eau, règle, récipient cylindrique, Etuve, spatule, tamis. Une éprouvette graduée pour ajouter l’eau L’ensemble mobile (cylindre + piston). Pycnomètre
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1. Mesure de la masse volumique apparente du grave a. Protocole expérimental :
Pour la mesure de densité apparente d’un grave, on verse le gravier (G1 ou G2) dans le récipient normalisé. A l’aide d’une règle on arase la surface .Ensuite on pèse le contenu. Pour s’approcher au maximum du résultat de la masse volumiqu e apparente on répète cette opération 3 fois, pour enfin prendre la moyenne de s grandeurs obtenues.
b. Résultats :
Ci-dessous les résultats obtenues pour les granulats G1 et les granulats G2 type de Granulats
Masse 1 (kg)
Masse 2(kg)
Masse 3 (kg)
moyennes des masses (kg)
ϱ apparente (kg/m3)
G1
7.418
7.069
7.244
7.24
1448.73
G2
7.307
7.157
7.223
7.229
1445.8
2. La densité apparente d’une fine (Ciment) :
a. Protocole expérimental :
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On prend 3 échantillons de ciment de masse égale 10g.Après avoir préparé l’ensemble (cylindre + piston) sur une surface plane et s’être assuré que le comparateur est à zéro ,on introduit le ciment dans le cylindre, ensuite on amène le piston au contact des fines, puis on remonte l’ensemble mobile à une hauteur h = 10cm et on le laisse tomber sur sa base , après avoir fait remonter et retomber le mobile 100 fois on lit sur le comparateur la hauteur h des fines compactées à 0,1 MM. Enfin on extrait le ciment et on pèse la masse M des fines compactées contenues dans le cylindre.
b. Résultats : Ci-dessous le tableau récapitulatif de tous les résultats
Echantillons
hauteur h1(mm)
hateur h1 moyenne H1 (mm)
hauteur h2(mm)
H2 moy
m1(g)
m2 (g)
7.00
7.67
10.00
9.99
1.00
10.00
2.00
10.00
8.00
10.00
10.00
3.00
11.00
8.00
10.00
10.00
10.33
Masse moyennes (g)
ϱ(apparentes)kg/m3
10.00
1971.467892
Avec : h1 hauteur avant compactage h2 hauteur après compactage 7
m1 masse de la prise m2 masse après compactage et V= π r²*hmoy
3. Les masses volumiques réelles et absolues : 1. Masses volumiques réelle et absolue d’un grave :
a. Protocole expérimental : Choix et pesé de granulats G1 et G2
Placer la prise d’essai dans le panier en treillis
Secouer le panier contenant les granulats et le peser dans l’eau
Sortir le panier et sécher les granulats manuellement par 8
chiffon sec
Sécher les granulats à l’aide de l’étuve
b. Résultats :
Ci-dessous le tableau récapitulatif pour l a mesure des masses réelles et absolues de G1 :
Granulats G1
ESSAI 1
ESSAI2
ESSAI3
Moyenne des grandeurs mesurées
M1(kg)
7.50
7.15
7.32
7.32
M2(kg) M3(kg)
5.28
5.26
5.26
5.27
0.78
0.78
0.78
0.78
M4(kg)
7.42
7.07
7.24
7.24 2551.78
ϱ réelles(kg/m3) ϱ absolus(kg/m3)
2625.47
Volume du récipient =5l Ci-dessous le tableau récapitulatif pour l a mesure des masses réelles et absolues de G1 :
G2
ESSAI 1
ESSAI 2
ESSAI 3
Moyenne des grandeurs mesurées
M1(kg)
7.38
7.24
7.31
7.31
M2(kg) M3(kg)
5.11
5.26
5.22
5.20
0.78
0.78
0.78
0.78
M4(kg)
7.31
7.16
7.22
7.23
ϱ réelles(kg/m3) ϱ absolus(kg/m3)
2495.63 2568.64
Avec : 1
: Masse des granulats dont l’aspect humide 9
2
: Masse de l’échantillon immergé dans l’eau
3:
Masse du panier immergé dans l’eau
4: Masse
du granulat après séchage
V Volume du récipient =5l
2. La mesure de la densité réelle de sable :
Pour la mesure de densités réelle et absolue d’un sable on suit la méthode au pycnomètre suivante : Tout d’abord on pèse le pycnomètre plein d’eau ce qui donne la Masse M1:
On lave une prise d’essai de sable de masse 100 g qu’ on immerge
dans le pycnomètre rempli d’eau à (22 ± 3) °C. ;pour éliminer l'air occlus ,on oscille le pycnomètre en ajustant le niveau d’eau au repère gravé et on pèse le tout ce qui donne M2
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On retire la prise d’essai et on l’etale au fond du plateau pour obtenir une couche régulière puis on l’expose à un faible courant d'air chaud jusqu'à ce qu'on ne puisse plus voir de trace d'humidité en surface et que les grains n'adhèrent plus les uns aux autres. Ainsi, on pèse la prise d’essai séchée en surface . On obtient donc M3
On sèche la prise d’essai dans une étuve ventilée à une température de (110 ± 5) °C jusqu'à masse constante. La mesure de masse du sable donne M4 :
Ci-dessous le récapitulatif des résultats :
Masse M1 1.14
Masse M2 1.517
Masse M3 0.869
Masse M4 0.981
Grace aux formules suivantes :
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Masse volumique absolue ρa = ρw x M4 / [M4 – (M2 – M1)] Masse volumique réelle
ρr = ρw x M4 / [M3 – (M2 – M1)]
Avec :ρw masse volumique de l’eau.
On obtient finalement :
ϱ absolue (kg/m3) 2945.95
IV.
ϱ réelle (kg/m3) 1993.90
Conclusion :
En somme, la taille de granulat nous exige un protocole bien déterminé pour atteindre sa masse volumique que ce soit réelle, absolue ou juste apparente. Durant ce TP les masses volumiques réelles et absolues sont obtenues pour le gravier G1 et G2 par pesée hydrostatique quant au sable c’est grâce au pycnomètre et enfin par la méthode de Rigden pour le ciment. L’obtention de ces résultats est d’une utilité notable dans le domaine de génie civil dans le BTP (pour formuler le béton) comme dans les travaux publics concernant le terrassement et le transport de matériau de construction.
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