CONCISTANCE DU BETON:LE CONE DABRAMS

ESSAIDAFFAISSEMENT: NORME NFP 18-451La consistance ou louvrabilit dun bton est un facteur important. Elle conditionne la facilit de mise en place du bton dans le coffrage et influe sur le dosage en ciment et en eau dans le bton. Elle a donc indirectement une consquence sur le prix du bton. Plus louvrabilit demande est grande plus le bton contient deau et de ciment, plus son cot est lev. Le choix de la consistance est donc un quilibre entre le cot du bton et louvrabilit requise pour la mise en uvre du bton.Lobservation visuelle de la consistance du bton permet de dfinir quatre classes de consistance et de les dsigner par des lettres:fermeplastiquetrs plastiquefluide

S1S2S3S4

Mais cette approche peut tre plus prcise en quantifiant louvrabilit. Pour cela il faut laborer une chelle qui permette selon la valeur mesure sur cette chelle de connatre avec une prcision suffisante louvrabilit requise pour la mise en uvre du bton.Cette chelle de valeur a t arbitrairement labore par la mesure au cne dAbrams.Cet essai de mesure est normalis. La norme NFP 18-451 indique toute la procdure de lessai et le matriel utiliser pour garantir cette chelle de mesure et donner du sens la valeur mesure. Globalement, il sagit de former un cne de bton dans un moule. Au dmoulage du cne, le bton frais saffaisse. Limportance de cet affaissement dpend de la consistance du bton ainsi que de la faon dont a t mis en place le bton dans le moule. La mise en place du bton est normalise de faon tre constante. Ainsi limportance de laffaissement ne dpend plus que de la consistance du bton. La mesure en cm de la hauteur daffaissement peut donc tre lie la consistance du bton. Lchelle de mesure et de grandeur est ainsi cre. Cette valeur daffaissement prend du sens et indique plus prcisment que lil ltat de consistance du bton. Elle est note A, affaissement au cne dAbrams. La prcision de cette chelle est le cm. Lobservation visuelle de la consistance peut tre prcise par autant de valeurs intermdiaires.

ObservationAClasse

fermeDe 0 4cmS1

plastiqueDe 5 9cmS2

trs plastiqueDe 10 15cmS3

fluideSuprieur 16cmS4

PROCEDURE DESSAI: la procdure dessai est dcrite dans la norme NFP 18-451Le cne lgrement huil, est rempli de bton en trois couches

Chaque couche est pique par 25 coups de faon rpartie jusqu la couche sous-jacente sil y a lieu.

Le cne est aras en faisant rouler la tige de piquage.

Le cne de bton est dmoul. Le bton saffaisse selon sa consistance.

Laffaissement du bton est mesur en cm laide du rgl sur portique. Cet affaissement est la hauteur entre le haut du cne et le point le plus haut du bton affaiss.

AJUSTEMENT DU DOSAGE EN EAULa mesure de laffaissement permet de vrifier si louvrabilit du bton est conforme louvrabilit souhaite.Le dosage en eau du bton peut tre ajust selon le rsultat de lessai. Le dosage en eau est diminu pour un affaissement trop fort. Ce dosage est major pour un affaissement trop faible.

LE CIMENT - LES MORTIERS ET LES BETONS Le ciment est ralis base de clinker, cuit en haut fourneau (limination de leau) puis broy finement. Le ciment est un liant hydraulique : - Il amalgame des lments (du sable pour faire du mortier, du sable et du gravier pour faire du bton). - Sa mise en uvre ncessite de leau (rest trop longtemps dans un endroit humide le ciment perd sa qualit de liant...). Il existe principalement deux types de ciment : le Ciment Portland Artificiel (CPA) et le ciment laitier ou ciment de haut fourneau ou encore ciment mtallurgique. On utilisera de prfrence les ciments laitiers pour la mise en uvre en milieu humide (captage, citerne) car ils ne contiennent pas dhydroxyde de carbone (chaux teinte) libre. Le lait de ciment (eau + ciment) sert au polissage et ltanchit dun bton ( appliquer aprs plusieurs couches de mortier taloch, pour finition). Il na aucune rsistance en soi. Le mortier est utilis pour amalgamer dautres lments de plus gros volume (briques, roches, parpaings de bton...). Cest un mlange de ciment, de sable et deau. Le bton est un mlange de mortier et de gravier. Le bton rsiste particulirement bien la pression et trs mal la traction. On lutilise donc seul pour raliser des lments porteurs tels que fondations ou murs de soutnement. On lui ajoute des fers (rsistant la traction) pour raliser des lments de construction qui demande une bonne rsistance la flexion (dalles, Poutres, poteaux...). Quand on calcule la rsistance que doit supporter un ouvrage (plancher ou poutre par exemple) il est important de ne pas oublier le propre poids du bton qui va composer cet ouvrage. Cest souvent la part la plus importante des contraintes supporter (densit du bton 2,4). La rsistance maximum dun bton sacquiert progressivement avec le temps. On parle du temps de prise, qui dpend du ciment utilis (qualit, ge, etc.) des conditions mto (temprature, hygromtrie) et de la qualit des agrgats et de leur proportion. Au bout de 7 jours de prise, un bton a acquis de 40 60 % de sa rsistance finale (seulement !). Et de 60 80% au bout de 28 jours. Il nest donc pas recommand de dcoffrer trop rapidement les dalles en bton par exemple. Il durcit lorsquil cesse dtre en mouvement (et non parce quil sche...). Le ciment na pas de rsistance en soi. Cest le gravier, dans le cas du bton, qui lui procure la rsistance (le sable dans le cas du mortier). Il est donc de premire importance de bien choisir les agrgats. Le ciment prend (durcit) non pas par vaporation de leau mais par raction chimique. Le schage du ciment (au soleil par exemple) lempchera dacqurir toute sa rsistance (il se fendillera ou mme seffritera). Il est donc recommand de mouiller les ouvrages en bton pendant la prise et de les protger du soleil les premires heures (feuilles de bananier par exemple). Un bton prend mme en immersion complte condition quil ne soit plus en mouvement. Cette proprit est bien utile pour raliser les fondations de captage. Le gchage du bton est une phase cruciale. En thorie il faut gcher un bton pendant plus de 10 minutes en btonnire pour assurer la bonne rpartition des diffrents composants et lui donner une cohsion parfaite. Autant dire quun gchage manuel, comme cela se fait gnralement sur le terrain, est loin de permettre une homognit parfaite. Pour obtenir une homognit satisfaisante du bton ou du mortier gch la main, la technique des trois tas donne dassez bons rsultats: 1) on ajoute les diffrents ingrdients sans leau sur le tas central ; 2) on dplace le tas petites pelletes en formant un second tas ct, et le plus haut possible ; 3) on ramne le second tas la place du premier pour former ainsi un troisime tas; 4) il faut mouiller lensemble du mlange en une seule fois et gcher le bton en continu en attendant son utilisation. La technique qui consiste mouiller une partie seulement du bton entrane une mauvaise rpartition du ciment dans le mlange sable-gravier : Leau entranant le ciment vers le bas et laisse les agrgats (sable plus gravier) du haut sans liant. Remouiller un bton qui a sch quelque peu est dconseiller. Le ciment dj mouill a commenc sa raction chimique. Il a sch et sest durci. Mais par manque deau il reste friable. Rajouter de leau ne va pas permettre que le ciment rcupre la duret quil a dj perdu... la raction chimique ayant dj eu lieu. Ltanchit des btons dpend de la granulomtrie de ses composants, mais aussi des ratios de composition. On peut raliser des btons poreux donc permables en choisissant les composants adquats. Pour tous les ouvrages de bton arm on doit raliser des btons tanches : protection des fers contre loxydation.Les proportions des btons font appel des volumes et des poids. On parle de kg de ciment par mtre cube de composants. Une mthode empirique est le rapport de volumes ciment sable-gravier : Eau et Assainissement Mai 1998 - PRATIQUES Rseau dchanges dides et de mthodes pour des actions de dveloppement 1-2-3. soit 1 volume de ciment, 2 de sable et 3 de gravier est rput tanche 1-2-4. est utilis pour les maonneries classiques. 1-2-2. est utilis pour les sections minces (revtements, dalle flottante...). Encore faut-il sentendre sur sable et gravier ! La granulomtrie des diffrents lments est essentielle. Un sable trop fin affaiblit le bton ! Il doit tre propre (sans matire organique -moins de 8%- ni argile). Une poigne bien serre dans la main seffondre et se disloque ds quon desserre le poing et ne laisse pas de traces. Pour dpister la prsence de matire organique on remplit une prouvette de sable que lon recouvre deau. Aprs 48 heures au repos, les matires organiques sont remontes en surface. On calcule alors le rapport des matires organiques sur la hauteur totale du sable infrieur 8 %. La granulomtrie des sables sable fin : 0,05 0,5 mm en gnral pour les enduits et polissage ; sable moyen : 0,5 2 mm pour raliser les mortiers de montage ; sable gros : 2 5 mm pour un bton lgrement poreux ; Un mlange de ces trois granulomtries pour un bton tanche. Le gravier de rivire (grains ronds et polis) est meilleur que le gravier concass arrtes. Gravier : 0,5 2,5 cm (soit 5 25 mm). Leau, elle aussi en principe, doit tre mesure. Trop deau rend le bton poreux et affaiblit sa rsistance. Pas assez le rend difficile mettre en uvre et ne permet pas la prise totale du ciment. Il faut faire des essais pour mesurer le besoin en eau des agrgats choisis. Un bton doit tre fluide mais pas coulant, une pte crpe paisse ... Un bton, moul dans un cne tronqu ( base = 30 cm, sommet = 15 cm et Hauteur = 45 cm) ne doit pas saffaisser de plus de 5 cm la premire minute. Pour des fondations on peut utiliser des btons doss 250, voire 200 kg/m3. Pour des ouvrages de bton arm (poutres, colonnes, planchers...) il faut augmenter la dose de ciment 350 voire mme 400 kg/m3. Attention encore, 60 litres de gravier et 40 litres de sable ne font pas 100 litres dagrgat... Enfin, plus on dose en ciment (bton gras) plus le retrait est important la prise. La quantit deau varie entre 150 et 230 litres par mtre cube.