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TECHNOLOGIE DU BETON 56 PBI – Préfa Béton International – Revue numéro 5 – Octobre 2006 www.cpi-worldwide.com Pietro Ferrari, Controls S.R.L., Italie Domaine d’application de la Presse de Compactage à Cisaillement Giratoire Le domaine d’application de la machine de compactage giratoire va de la produc- tion de produits manufacturés à la con- struction routière et de digues en béton. En substance, la caractéristique parti- culière du béton “d’affaissement nul” compacté utilisé pour la réalisation de produits et d’ouvrages en béton, comme des blocs anti dérapants, des éléments creux, des dalles, des tuiles et des con- structions routières, est d’être exempt d’ef- fets d’affaissement ayant pour conséquen- ce la formation de fissures et de variations de volume, de maintenir intacte la forme après démoulage et de garantir un bon niveau esthétique. En ce qui concerne le béton pour digues et pour fondations de routes, la caractéri- stique principale est la densité corrélée aux propriétés mécaniques, vérifiées par les valeurs de résistance à la compression et à la traction indirecte durant le séchage. De petites variations de formulation des composants produisent des disparités importantes dans les prestations du mélange. Une préparation soigneuse du mélange est par conséquent essentielle, avec la mise au point du dosage des composants et un contrôle fréquent de la qualité. La machine d’essai de compactage est particulièrement adaptée, puisqu’elle per- met l’examen des propriétés volumétri- ques du béton frais “d’affaissement nul” durant le compactage. Pour définir la formulation du mélange et effectuer un contrôle de production, il faut se référer aux propriétés volumétriques du béton frais en prenant en considération tous ses composants: agrégats ( sable, granulats, additifs minéraux comme cendres pulvérulen- tes) • ciment eau et additifs fluidifiants afin de contrôler l’évolution de la densité du mélange durant le compactage, en fonction du degré de compactage et du pourcentage de vides, par rapport à l’énergie appliquée. Les paramètres volumétriques, essentielle- ment basés sur la densité du mélange, prennent comme point de référence la densité maximale théorique du mélange; durant le compactage leurs valeurs numé- riques tendent à s’approcher de celles calculées pour cette densité maximale théorique appelée aussi “TMCD” (Theo- retical Constituent Maximum Density). où: Pi représente le pourcentage en poids des matériaux utilisées dans le mélange; RDi représente la densité apparente de chaque composant en kg/m 3 et “i” est remplacé par les symboles “c”, “f”, “ca”, “fa” et ”w” qui représentent respectivement le ciment, les cendres pulvérulentes, les granulats grossiers, fins et l’eau. Le paramètre volumétrique de pourcen- tage de vides est calculé par le rapport entre la différence entre la densité théori- que (“TMCD”) et la densité mesurée et la densité théorique elle-même: TMCD – d VA% = x 100 TMCD L’importance du Compacteur Giratoire dans la production du béton sec “d’ affaisse- ment nul” – Vérification de la sensibilité Controls S.R.L., 20063 Cernusco s/N. (Mi), Italie Le béton frais est généralement considéré “d’affaissement nul” si la valeur d’affaissement au cône est inférieure à 2 cm ou si le temps de tassement “Vebé” est approximativement supé- rieur à 5 s. Par conséquent, c’est une masse con- sistante qui, coulée, est compactée par une pres- sion combinée à une vibration, ou par roulage ou extrusion, des opérations qui impliquent un mouvement de cisaillement qui assure un bon con- tact entre les composants de l’agrégat. Le com- pacteur giratoire reproduit bien en laboratoire le compactage du béton frais “d’affaissement nul” grâce à une pression verticale combinée à un mouvement giratoire. Presse de Compactage à Cisaillement Giratoire de Controls S.r.L. Gyratory compaction principle 1 2

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TECHNOLOGIE DU BETON

56 PBI – Préfa Béton International – Revue numéro 5 – Octobre 2006 www.cpi-worldwide.com

Pietro Ferrari,Controls S.R.L., Italie

Domaine d’application de la Presse de Compactage à Cisaillement Giratoire

Le domaine d’application de la machinede compactage giratoire va de la produc-tion de produits manufacturés à la con-struction routière et de digues en béton.En substance, la caractéristique parti-culière du béton “d’affaissement nul”compacté utilisé pour la réalisation deproduits et d’ouvrages en béton, commedes blocs anti dérapants, des élémentscreux, des dalles, des tuiles et des con-structions routières, est d’être exempt d’ef-fets d’affaissement ayant pour conséquen-ce la formation de fissures et de variationsde volume, de maintenir intacte la formeaprès démoulage et de garantir un bonniveau esthétique.En ce qui concerne le béton pour digueset pour fondations de routes, la caractéri-stique principale est la densité corréléeaux propriétés mécaniques, vérifiées par

les valeurs de résistance à la compressionet à la traction indirecte durant le séchage.De petites variations de formulation descomposants produisent des disparitésimportantes dans les prestations dumélange.Une préparation soigneuse du mélangeest par conséquent essentielle, avec lamise au point du dosage des composantset un contrôle fréquent de la qualité.La machine d’essai de compactage estparticulièrement adaptée, puisqu’elle per-met l’examen des propriétés volumétri-ques du béton frais “d’affaissement nul”durant le compactage.Pour définir la formulation du mélange eteffectuer un contrôle de production, il fautse référer aux propriétés volumétriques dubéton frais en prenant en considérationtous ses composants: • agrégats ( sable, granulats, additifs

minéraux comme cendres pulvérulen-tes)

• ciment• eau et additifs fluidifiants

afin de contrôler l’évolution de la densitédu mélange durant le compactage, enfonction du degré de compactage et dupourcentage de vides, par rapport àl’énergie appliquée.Les paramètres volumétriques, essentielle-ment basés sur la densité du mélange,prennent comme point de référence ladensité maximale théorique du mélange;durant le compactage leurs valeurs numé-riques tendent à s’approcher de cellescalculées pour cette densité maximalethéorique appelée aussi “TMCD” (Theo-retical Constituent Maximum Density).

où:• Pi représente le pourcentage en poids

des matériaux utilisées dans le mélange; • RDi représente la densité apparente

de chaque composant en kg/m3 et “i”est remplacé par les symboles “c”,“f”, “ca”, “fa” et ”w” qui représententrespectivement le ciment, les cendrespulvérulentes, les granulats grossiers,fins et l’eau.

Le paramètre volumétrique de pourcen-tage de vides est calculé par le rapportentre la différence entre la densité théori-que (“TMCD”) et la densité mesurée et ladensité théorique elle-même:

TMCD – dVA% = x 100

TMCD

L’importance du Compacteur Giratoire dansla production du béton sec “d’ affaisse- ment nul” – Vérification de la sensibilité

Controls S.R.L., 20063 Cernusco s/N. (Mi), Italie

Le béton frais est généralement considéré “d’affaissement nul” si la valeur d’affaissementau cône est inférieure à 2 cm ou si le temps detassement “Vebé” est approximativement supé-rieur à 5 s. Par conséquent, c’est une masse con-sistante qui, coulée, est compactée par une pres-sion combinée à une vibration, ou par roulage ou

extrusion, des opérations qui impliquent un mouvement de cisaillement qui assure un bon con-tact entre les composants de l’agrégat. Le com-pacteur giratoire reproduit bien en laboratoire lecompactage du béton frais “d’affaissement nul”grâce à une pression verticale combinée à unmouvement giratoire.

Presse de Compactage à CisaillementGiratoire de Controls S.r.L. Gyratory compaction principle

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www.cpi-worldwide.com PBI – Préfa Béton International – Revue numéro 5 – Octobre 2006

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Principe de la méthode

L’échantillon constitué de béton frais est compacté par une actioncombinée de cisaillement et pression verticale. • Le mouvement de cisaillement horizontal avec pression verti-

cale constante produit un rapprochement des granulats avecpar conséquent une augmentation de la densité.

• La pression verticale constante, appliquée par la machine,est obtenue par la compression de l’échantillon dans lemoule cylindrique par des plaques de pression supérieure etinférieure. Durant l’essai, le mouvement giratoire du mouleproduit l’action de cisaillement recherchée dans la masse del’échantillon. Ce compactage peut être représenté ainsi:• La géométrie de l’échantillon est constituée d’un cylindre

avec les extrémités légèrement inclinées. Durant l’essai,cette inclinaison (�) pivote autour de l’axe central ducylindre (fig. 2). Une rotation complète constitue un cyclegiratoire (n).

• Lorsque l’angle giratoire “�” est fixé, un mouvement decisaillement est produit à chaque cycle du test à l’intérieurde l’échantillon. L’action de cisaillement est illustrée ensubdivisant le test en éléments finis où la cisaillement estproduit par le glissement réciproque des éléments adja-cents. L’effort de déformation peut être quantifié par lamesure du moment exercé sur la plaque de compressiondu moule cylindrique où l’axe du moment de réactionpivote horizontalement avec le mouvement giratoire.

Modèles de machines d’essais

Nous présentons deux versions de Presses de Compactage àCisaillement Giratoire produites par CONTROLS S.R.L.:• le modèle standard 54 – C0252/C• le modèle de recherche 54 – C0251/A

Les deux modèles sont spécifiques pour essais sur béton frais d’affaissement nul et sont parfaitement conformes aux spécifica-tions de Nordtest Method NT BUILD 427.Le tableau ci-dessous résume les caractéristiques spécifiques desdeux modèles afin de mettre en évidence les différences entre lemodèle standard et le modèle de recherche.Les deux modèles sont gérés par deux logiciels à installer dansun ordinateur ( “desk top” ou portable) : 1. Programme ICT (“Intensive Compaction Testing”) sous

WINDOWS (fig.3) permettant d’ enregistrer en temps réel lecompactage, en terme de hauteur de l’échantillon, et lesvaleurs de densité par rapport au nombre de cycles.Avec le modèle 54 – C0251/A, version recherche, on mesure et enregistre en temps réel avec le nombre de cycles,

Pietro Ferrari (1934), Product Manager de CONTROLS SRL – Milan –Italie, société de pointe à niveau international dans la production demachines et instruments de test pour les matériaux de construction. Aobtenu une licence en chimie à l’université de Pavie en 1959.Membre de la commission italienne UNI pour les tests sur les conglo-mérats bitumeux et délégué UNI auprès du groupe de travailEuropean Standards CEN/TC227/WG1 pour les tests sur les matéri-aux bitumeux.

[email protected]

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BETONTOWER

SIMEM

également les valeurs de la résistanceau cisaillement exprimées en kN/m2.

2. Macro EXCEL pour exploitation desdonnées, mettant en relation le nom-bre de cycles les paramètres suivants:• Hauteur de l'échantillon (mm),• Densité (kg/m3),• Pourcentage de vides d'air du

mélange frais compacté (AV),• Pourcentage de vides du mélange

des granulats (VMA),• Pourcentage de vides du mélange

des granulats remplis avec leciment (VFC).

Certaines considérations peuvent êtretirées de la courbe de compactage tracéeen temps réel par le programme ICTWINDOWS, comme montré par le dia-gramme “densité/nombre de cycles” dela fig.3 (ligne verte):

• La courbe de compactage décrit l’ap-titude à l’obtention du degré maximalde compactage possible, densitémaximale du mélange avec l’augmen-tation de l’énergie de compactage.

• Une maniabilité élevée est démontréepar une augmentation précoce de ladensité pour un nombre donné decycles giratoires.

• Au contraire, une maniabilité faibled’utilisation exige une énergie plusélevée pour le compactage, plus decycles giratoires et/ou une pressionverticale plus élevée pour atteindreune densité visée.

• Les mélanges caractérisés par unecourbe de compactage fortementinclinée présentent une compressibilitéélevée. Leur structure, caractérisée parun dosage particulier de ciment, eau,additifs et granulats anguleux, exigeune absorption élevée d’énergie decompactage. Cette caractéristique estgénéralement associée à une grandestabilité dimensionnelle de l’état dubéton fraîchement compacté.Au contraire, des mélanges qui pré-sentent une courbe de compactagepeu inclinée sont caractérisés par unefaible compressibilité et généralementpar une moindre stabilité dimension-nelle de l’état frais compacté.

Grâce à une grande sensibilité de lamachine d’essai giratoire, il est possibled’optimiser la composition granulaire etleur angularité, le dosage de ciment, del’eau, d’éventuels additifs et de super-plastifiant.En formulant de manière adéquate cesdivers composants et en se basant sur lesrésultats d’essais, l’ingénieur aura la pos-sibilité de sélectionner le mélange le plusapproprié pour le type d’élément struc-turel, selon ses exigences spécifiques, etd’optimaliser la maniabilité requise.On peut en effet identifier, par exemple,certains types de production qui exigentun niveau différent de maniabilité dubéton “d’affaissement nul”: • Production de tuiles, qui exigent une

meilleure maniabilité que la produc-tion de tuyaux, dalles et bavés.

• La production d'éléments creux ex-trudés exige une maniabilité alliée àune haute énergie de compactageavec action de cisaillement.

• Le béton frais pour la construction routière ou les digues ( béton compac-té au rouleau) est conçu pour recevoirun plus haut degré d'énergie de com-pactage.

Généralement, la compressibilité élevéeest associée à une bonne résistance à ladéformation du béton frais compacté.

Mesure de l’effort de cisaillement

Le mesure de l’effort de cisaillement, re-levée en temps réel à chaque cycle gira-toire de la machine modèle 54 – C0251/A version de recherche, bien que para-mètre optionnel non requis par la procé-dure d’essai volumétrique, constitue uninstrument utile tant pour l’étude de formu-

Modèle

Dimensions échantillon

Angle giratoire (calibré avec ILS*)

Nombre de cycles

Vitesse giratoire

Pression verticale

Vérin pneumatique

Pression air max.

Connexion à air filtré 5µ

Manomètre pression verticale

Poids

Dimensions

54-C0252/C 54-C0251/A

dia.100 mm x 90 / 130 mm hauteur

Fixe de40 mrad (2° 17’) Réglable de 0 à 50 mrad (2° 86’)

Réglable de 0 à 50 mrad (2° 86’)

Réglable de 30 à 120 tr/min

Réglable de 60 à 320 kPa

diamètre 63 mm 2 de diamètre 50 mm

8 bars

10 bars maxi

de 0 – 10 bars 2 manomètres 0 – 10 et 0 – 4bars

55 kg environ 95 kg environ

35 x 48 x 93 cm 50 x 60 x 110 cm* Internal LoadSimulator

Example output of the “Intensive Compaction Testing” program

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lation, que pour la vérification du mélan-ge durant le contrôle qualité.Comme déjà indiqué, l’échantillon dematériau est maintenu entre les parois ver-ticales du moule cylindrique et les plaquesde pression supérieure et inférieure dumoule soumises à la pression verticaleexercée par la machine. Par conséquentl’effort de déformation est mesuré à partirdu moment de réaction développé par lefrottement entre les éléments granulairesdu matériau. La direction du vecteurmoment, normale à l’axe de rotation,pivote horizontalement avec le mouve-ment giratoire, tandis que la force asso-ciée agit verticalement contre les plaquesde base du moule cylindrique et est mesu-rée par une cellule de charge, installéedans la machine.

Avec cette version de machine, le certifi-cat d’essai comporte un tableau desvaleurs de l’effort de cisaillement avec lesautres paramètres volumétriques.Généralement l’effort de cisaillement aug-mente en début d’essai jusqu’à une valeurmaximale pour ensuite diminuer; la valeurmaximale peut être atteinte soit en fin d’essai soit de façon prématurée, selonles caractéristiques de plasticité du mélan-ge comme indiqué plus loin

Norme existante et bibliographie

“Nordtest Scandinavian Institution” adéveloppé et défini la procédure d’essaiselon laquelle l’énergie de compactage,fournie par une machine de compactage

giratoire, est applicable à un mélange debéton “d’affaissement nul” (“NordtestMethod. NT BUILD 427” – Fig. 4).

Le document prescrit les spécificationsd’essai suivantes: • diamètre du moule cylindrique:

100 mm• volume de l’échantillon: 0,78 – 0,86

dm3 avec hauteur d’échantillon de 100 – 110 mm

• pression pneumatique appliquée aucylindre vertical: 4 bars (160 kPa depression verticale sur l’échantillon)

• vitesse giratoire réglée à 60cycles/min

• angle giratoire: 40 mrad (2°17’)• granulométrie maximale: 20 mm

Pour des mélanges avec des exigencesparticulières d’autres conditions d’essaipeuvent être appliquées.“Nordtest Method” préconise trois critères de détermination de la durée del’essai de compactage giratoire:1. Apparition d’un ressuage de ciment

(“slurry limit”)2. Un nombre fixé de cycles de la machi-

ne giratoire3. Une densité donnée de l’échantillon.

• La “Slurry limit” est définie comme lenombre de cycle à partir duquel com-mence la séparation du coulis deciment qui sort du moule.

• En effet, étant donné que le coulisconsiste en une suspension dans l’eaude composants du ciment hydraté, degranulats fins et d’éventuels additifs,son ressuage du moule définit la limiteau-delà de laquelle un compactagesupplémentaire, généralement prochede 100%, n’est plus possible sansaltérer l’homogénéité et la qualité dumélange.

• La limite donnée par un nombre fixéde cycles au-delà duquel la machinegiratoire s’arrête automatiquement, est liée au concept du ”ICT index”(Intensive Compaction Test Index).

• ”L’ICT index” est défini comme lavaleur de la pression verticale de lamachine giratoire multipliée par lenombre de cycles auquel apparaît lasortie du coulis de ciment.

• Par exemple pour une “slurry limit”relevée à 80 cycles avec une pressionverticale de 1,6 bars, ”l’ICT index” estde 1,6 bars * 80 cycles = 128. Cet

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Title page of NT BUILD 427

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CONCRETE TECHNOLOGY

www.cpi-worldwide.com CPI – Concrete Plant International – # 5 – October 2006

indice peut être considéré comme une variable qui déterminel’énergie de compactage.

• La fin de l’essai est atteinte une densité déterminée del’échantillon signifie que la machine compacte l’échantillon àun niveau demandé , de manière à comparer la formulationdu mélange avec d’autres essais tels que celui de la résistan-ce mécanique sur béton durci ou pour vérifier l’aspect esthéti-que et du séchage afin d’obtenir une mise au point précisedu produit et du mélange de production.

Relativement récemment, un intérêt pour la machine giratoirepour les essais sur le béton frais a commencé à se manifester auxEtats-Unis.Dans la communication Improved Management of RCCPavement technology, publiée par l’université de l’Alabama, onprésente une ample dissertation sur la production et les caractéri-stiques du béton roulé pour digues ( RCC, “Rolled CompactedConcrete”). Dans ce document, certaines méthodes de prépara-tion des échantillons de béton frais sont examinées afin d’identi-fier parmi les méthodes de laboratoire celle qui se corrèle aumieux avec les conditions in-situ. Cette recherche a démontré queles résultats de densité et de résistance mécanique sur les échan-tillons préparés en laboratoire avec la presse giratoire étaientcohérents avec ceux obtenus sur des échantillons de béton roulé.Également dans: Research Report 105.1, Summary of ConcreteWorkability Test Methods d’Eric P. Kohler et David W. Fowler,publié par l’université d’Austin, Texas, diverses méthodes d’essaisadaptées aux bétons frais de consistance élevée sont analysées.Parmi elles une des mieux adaptées est celle de la presse gira-toire définie dans la norme “Nordtest – Build 427, ISSN 0823 –7153”. En outre l’aptitude élevée de la méthode à mesurer avecprécision des changements des paramètres d’essais a été égale-ment démontrée pour de petites variations de proportions dumélange.

Conclusions

L’étude de formulation de mélanges de béton “d’affaissementnul” diffère quant à l’importance des caractéristiques du mélan-ge selon le type d’utilisation; par exemple:

• bonne stabilité avant durcissement,• optimalisation des coûts de production industrielle des pro-

duits manufacturés• résistance élevée et densité élevée pour les bétons com-

pactés au rouleau

Les pays scandinaves et certaines industries européennes ont pro-cédé à des études de formulation depuis de nombreuses années,et leur contrôle de qualité se base sur l’essai giratoire relatif auxpropriétés volumétriques du mélange.Les résultats fiables obtenus par cette méthode de test sont in-contestables:

• Optimisation de l’énergie de pressage par rapport aux exigences de l’élément structurel à réaliser.

• Calibrage de l’énergie de compactage de l’installation deproduction, basée sur les données de densité (propriétésvolumétriques).

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• Possibilité de contrôler immédiatementl’efficience de compactage de l’instal-lation de production.

• Qualité de formulation d’un mélangeaisément reproductible en production.

• Rationalisation du dosage de ciment,du dosage eau/ciment, du super-plastifiant et d’éventuels additifs minéraux.

• Optimalisation des coûts de produc-tion, La mise au point de l’énergie decompactage peut amener à uneréduction rationnelle du ciment et à undosage correct des additifs.

• Suivi qualité de la production avec unrelevé précis des écarts dans la pro-duction du mélange.

Vérification de la sensibilité de la Presse de CompactageGiratoire à de petites varia-tions dans la composition du mélange

Des essais ont été effectués avec le modè-le de recherche 54 – C0251/A afin devérifier la sensibilité de la machine à depetites variations de dosage d’eau et desuper-plastifiant.

Cette vérification a été réalisée sur deuxgroupes de mélange où la quantité deciment et de granulats, de calibre de 0 à4 mm, a été maintenue constante.

Le premier groupe comprend des essaiseffectués sur des mélanges sans super-pla-stifiant et avec différents dosages d’eau:

Le second groupe correspond à desessais effectués sur des mélanges avec différents dosages de super-plastifiant etavec un dosage d’eau constant:

Tous les tests ont été réalisés en 80 cycles.

Commentaires:

• Perte de coulis. Elle est notable avecle mélange d’E/C 0,28. À cause dela quantité d’eau, le pourcentage desvides d’air, AV%, disparaît presqueavec des valeurs proches de la satura-tion (0,9%, 1,3%, 2,2%). Au coursdes derniers cycles, apparaît la pertede coulis de ciment causée par le

développement de la pression intersti-tielle. En outre, on a noté que l’effortde cisaillement présentait une aug-mentation au moment du ressuagedurant les essais à 1,0% et 1,4% devides. Evidemment la perte d’effetlubrifiant due à la perte de coulis deciment augmente la friction entre lesgranulats et, par conséquent, l’effortde cisaillement. �

Groupe Test Dosage Rapp. eau/ d’eau ciment

1 1 7.09% 0.281 2 6.58% 0.26

Groupe Test Super- Rapp. eau/plastifiant ciment

2 1 0.50% 0.262 2 0.63% 0.262 3 0.75% 0.262 4 1.00% 0.26

Perte coulis Cisail. max. N cycles Densité initiale à N4 Densité finale à cisail. max. á N80

5,3 g 145 kN/m2 22 2096 kg/m3 2474 kg/m3

First group of tests without superplasticizer

Sous-groupe d’essais avec rapport E/C 0,28 (7,09% eau); résultats moyens.

Sous-groupe d’essais avec rapport E/C 0,26 ( 6,58 % eau); résultats moyens.

5

5.1

Perte coulis Cisail. max. N cycles Densité initiale à N4 Densité finale à cisail. max. á N80

0 g 151 kN/m2 65 2059 kg/m3 2387 kg/m3

Premier groupe d’essais sans super-plastifiant

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• Nombre de cycles pour un cisaille-ment maximal. Avec le rapport E/C0,28 la valeur maximale de la rési-stance au cisaillement est atteinte àN22 cycles en première partie d’essai, tandis qu’avec E/C 0,26, lavaleur maximale de la résistance aucisaillement est atteinte à N65 cyclesen fin d’essai. L’effet de l’action delubrification fournie par le cimenthydraté est mis en évidence à plusieurs niveaux de l’énergie de compactage.

• Densité initiale à N4 cycles et densitéfinale à N80 cycles. Les deux densi-tés, initiale et finale, sont supérieuresavec les mélanges ayant un rapport0,28 E/C. Un contenu d’eau supé-rieur facilite un tassement initial desgranulats.

Second groupe d’essais rapport E/C 0,26et super-plastifiant, valeurs moyennes

Commentaires.

Comparons les données de densité initialeet finale des mélanges, du nombre de

cycles relatif au cisaillement maximal et dela valeur maximale de la résistance aucisaillement, considérant le comportementdes mélanges avec le même rapport E/Cet avec un dosage de super-plastifiant de0% à 1%.

• Comme prévisible, la densité initiale etfinale des mélanges avec super-plasti-fiant montrent une augmentationimportante par rapport à celle sanssuper-plastifiant. La densité initiale etfinale avec 0,5% sont 2.112 kg/m3 et2.431 kg/m3 contre 2.059 kg/m3 et2.387 kg/m3 soit des augmentationsrespectives de 2,6% et 1,8%.

• Comparant les mêmes paramètres desmélanges avec super-plastifiant, onnote une variation plus contenue ; lesdensités initiale et finale des mélangesavec 1% de super-plastifiant diffèrentdes précédentes de 0,5%, 2,3% et1,1% respectivement. On peut noter,en outre, que la densité finale poursuitson augmentation jusqu’à un dosagede 0,75% et puis demeure constante(2.459 kg/m3 avec 0,75% et 2.458kg/m3 avec 1% de super-plastifiant).Cela donne une indication du dosageà mettre en oeuvre.

• La valeur maximale de la résistanceau cisaillement ne subit pas de varia-tions remarquables pour les mélangesavec ou sans super-plastifiant: 147

kN/m2, pour des dosages de 0 5% à0,63%, contre 150 kN/m2, pour 0%.

• On peut toutefois noter une petitebaisse de résistance pour des mélan-ges avec 0,75% et 1%: 146 kN/m2

144 kN/m2.

• L’évolution de la valeur de résistancemaximale de cisaillement durant l’essai giratoire est très intéressante en présence du super-plastifiant. Alorsqu’avec 0% le mélange montre qu’ilatteint le maximum à N65 cycles, lesmélanges avec 0,5%, 0,63%, 0,75%,1% y arrivent à N32, N25, N25,N16 cycles respectivement. On ob-serve aussi que le mélange avec 1%atteint la valeur maximale de cisaille-ment de façon précoce à N16 cycles.Observation qui, jointe à celle relativeau comportement de la densité finale,aide certainement au choix du dosa-ge optimal du super-plastifiant.

Equipements complémentairesde formulation du mélange

En complément des essais à la Presse àCompactage Giratoire pour l’optimisationdu béton “d’affaissement nul”, deux instru-ments complémentaires d’essais sontrecommandés:

• “La presse manuelle de fendaged’éprouvettes de béton frais” dotée

Presse de fendage

8

6/7:Second group oftests with 0,26%W/C ratio andsuperplasticzer

6

7

Dosage super-plastifiant (% du ciment) 0,5% 0,63% 0,75% 1%

Densité initiale à N4 cycles (kg/m3) 2112 2126 2143 2160Densité finale à N80 cycles (kg/m3) 2431 2445 2459 2458N. de cycles pour cisaillement maxi 32 25 25 16Valeur maxi. de résistance au cisaillement (kN/m2) 148 148 146 143

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TECHNOLOGIE DU BETON

www.cpi-worldwide.com PBI – Préfa Béton International – Revue numéro 5 – Octobre 2006

d’une cellule hydraulique avec mano-mètre de capacité 600 N pour identi-fier la cohésion du béton frais commeprévu par la méthode “NordestMethod NT Build 427”. L’échantillonde béton, compacté à la Presse deCompactage Giratoire et extrudé dumoule est immédiatement testé en trac-tion indirecte. L’utilité pratique du testest de pouvoir comparer différentsmélanges de manière à choisir et àvérifier ceux qui sont les plus stablesaprès l’extrusion du moule. En outre, ilest bon de tenir compte de fait que lacohésion du mélange frais influencel’adhésion aux fers d’armature d’unproduit manufacturé.

• Instrument “Tensiomètre – Déforme-mètre” pour l’évaluation du temps deprise du béton frais compacté. Dés que l’échantillon est compactépar la machine d’essai giratoire etextrudé du moule, il est immédiate-ment entouré d’un bandeau de pres-sion radiale reliée à un instrumentd’actionnement (analogue à ceuxdestinés à mesurer la pression artériel-le) et placé dans un appareil demesure des variations longitudinaleséquipé d’un comparateur digital dontla tige est mise en contact avec le dessus de l’échantillon. Un capteur,logé dans le bandeau, et le compara-teur digital sont reliés à un PC. Le pro-gramme installé commande le débutd’essai en gonflant le bandeau depression à intervalles de temps fixes eten mesurant les déformations vertica-les de l’échantillon qui en résultent.

Les déformations verticales sont enre-gistrées en fonction du temps et undiagramme est élaboré, montrant laprogression de la prise.

L’objectif du test, illustré et relaté dans“Method for fresh Concrete stability”d’Eric Nordenswan (voir bibliographie),est de donner des informations sur laphase primaire de séchage du mélangecomme: la vérification et la quantificationde la déformation plastique précoce; l’in-dication de la stabilité dans la phaseinitiale de l’élément structurel dès démou-lage en relation avec l’ampleur de ladéformation dimensionnelle récupérablela vitesse de la première phase de sécha-ge. Il est en outre possible d’entrevoir un critè-re pour évaluer la possibilité de déplacerune structure encore fraîche sans lui fairesubir de variations dimensionnelles réma-nentes.

Bibliographie

[1] Concrete, Fresh: Compactibility With IC – Tester– Method NT BUILD 427, Nordtest ScandinavianInstitution

[2] Improved Management of RCC PavementTechnology, Research Paper 01231– January 2003, University of Alabama

[3] Eric P. Kohler, David W. Fowler; “Summary ofConcrete Workability Test Methods“, research report 105.1, from ICAR 105,University of Austin, Texas, August 2003

[4] Erik Nordenswan, “Method for fresh concretestability“, Nordic Concrete Research(Annual Meeting in Helsingor, Denmark), 2004

Autres informations:

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Tensiomètre – Déformemètre

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