cours labo generalites et e

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ITTPB Kouba

cours labo GENERALITES ET ESSAIS GENERAUXcours labo GENERALITES ET ESSAIS GENERAUX par djamal le Lun 6 Juin 2011 - 9:58

SOMMAIRE GENERAL

LaboratoireGENERALITES, ESSAIS GENERAUX :...LES GRANULATS :…………………..……

LES CIMENTS :………………….….……...LES BETONS :…………………..…………LES ACIERS :…………………..…………..LES SOLS :…………………………..……..PROGRAMME ET REGLEMENT D'EXAMEN ( EPREUVE A5 ) :……..…….. Pages 2 à 24Pages 25 à 46Pages 47 à 54Pages 55 à 90Pages

Pages 95 à 130Pages I à IV

Fascicule de cours réalisé par Alain BRETTEpour les classes de Techniciens Supérieurs TRAVAUX PUBLICS

S a v o i r s T e c h n o l o g i q u e s A s s o c i é s

GENERALITESESSAIS GENERAUX PARTIE01

SOMMAIRE

labo GENERALITES ET ESSAIS GENERAUX http://ittpb.forumotion.com/t98-cours-labo-generalites-et-essais

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Laboratoire

GENIE

CIVIL

LABORATOIRE GENIE CIVIL :…………..PRELEVEMENT D'ECHANTILLONS :…..TENEUR EN EAU :…………………………MASSES VOLUMIQUES :…………….…..FOISONNEMENT DU SABLE :…………..COMPOSITION GRANULAIRE :……………….... Page 3Page 7Page 11Page 13Page 191

LABORATOIRE GENIE CIVIL

1. GENERALITESLe laboratoire génie civil est le lieu ou l'on expérimente:* les granulats* les sols* les bétons* etc.Il s'agit de vérifier la crédibilité des matériaux utilisés en génie civil au moyen d'essais précis etnormalisés.L'importance du laboratoire conditionne les essais qui peuvent être réalisés.

Dans le cadre de l'enseignement en T.S. TRAVAUX PUBLICS, le référentiel prévoit un certainnombre de manipulations à décrire ou à réaliser. On se limitera donc, compte tenu des temps allouéspour cet enseignement, aux connaissances demandées.2. LA NORMALISATION" La norme est un instrument utilisé pour concevoir et conduire une stratégie de développement etd'industrialisation de produits "Elle permet aussi de réguler le marché.Elle est le résultat d'une élaboration consensuelle et d'une réflexion approfondie d'experts.Il existe plusieurs sortes de normes:


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* les normes ISO élaborées par l'Organisation Internationale de Normalisation.* les normes CEN élaborées par le Comité Européen de Normalisation.* les normes NF élaborées par l'Association Française de Normalisation.3. LES NORMES NFLes normes NF sont classées par ordre alphanumérique suivant un indice de classement.Exemple : P 18-598Les normes utilisées pour le laboratoire ont un indice de classement de classeA : MétallurgieP : Bâtiment et génie civilX : Normes fondamentales - Normes généralesPour les sous-classes et les repères, il faut se reporter aux listes et cours.

COMMENT IDENTIFIER UNE NORMEUn catalogue est édité chaque année par l'AFNOR ( Association Française de NORmalisation ). Pour savoir si une norme est toujours valable, il suffit de vérifier dans ce catalogue que l'indice et la datequ'elle porte correspondent exactement.

TitreSelon le cas :* norme française homologuée

ISSN 0335-3931 Indice alphanumérique et date de référence* norme française enregistrée* extrait de normenormalisation

française P 18-598Octobre 1991 *NF : norme française ( sauf pour les normes expérimentales et fasci¬cules dedocumentation)* fascicule de docu¬mentation* norme expérimentale GranulatsEquivalent de sable

E : Aggregates - Sand equivalentD : Granulate - Sandggleichwert * Lettre majuscule : indice de la classe

* 2 groupes de chiffres :Traduction en anglais et en allemand du titre de la normeNorme expérimentale publiée par l'afnor en octobre 1991Les observations relatives à la présente norme expérimentale doivent être adressées à l'afnor avantle 31 octobbre 1993Remplace la norme homologuée de même indice, de novembre 1979 1er groupe : indice de lasous-classecorrespondance A la date de publication de la présente norme, il n'existe pas de norme euro-péenneou internationale sur le sujet 2ème groupe : numéro d'ordre


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Date de l'arrêté d'homologationDate de mise en appli¬cation ou date de la décision d'enregistre¬ment analyse Dans la série desnormes P 18 ... qui concerne les granulats, la présente norme définit une méthode d'évaluation de lapropreté des fines d'un sabledescripteur Thésaurus International Technique : granulat, sable, propreté, fine.

* Mois et année de publicationLes normes françaises sont éditées dans le format 21 x 29,7. modifications D'ordre rédactionnel et deprésentation

correctionsDes normes ayant le même indice mais des dates de références différentes sont différenteséditée et diffusée par l'association française de normalisation (afnor), tour europe cédex 7 92049paris la défense - tél.: (1) 42 91 55 55 La dernière en date est seule valableorganisme éditeur

afnor 1991 À afnor 1991 1er tirage 91-10

Numéro et date du tirageDes normes ayant le même indice, la même date de référence, mais des numéros de tiragedifférents ne peuvent présenter que des différences de pure forme

4. LES ESSAIS DE LABORATOIREChaque manipulation fera l'objet:* d'une description de situation: chantier à contrôler, lieu de prélèvement des matériaux, etc.* du choix et de la justification de l'essai ou des essais à effectuer.* de la recherche de mesures, de quantités, de valeurs.* de l'exploitation des résultats obtenus* de l'argumentation5. UNITES UTILISEES ET TABLES DE CONVERSIONCe sont les unités légales du Système International, et leurs multiples légaux : déca, hecto, kilo,

Méga.5.1. Unités fondamentalesLONGUEUR Le mètre mMASSE Le kilogramme kgTEMPS La seconde s5.2. Unités dérivéesSURFACE Le mètre carré m2VOLUME Le mètre cube m3MASSE VOLUMIQUE Le kilogramme par mètre cube kg/m3


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VITESSE, PERMEABILITE Le mètre par seconde m/sDEBIT Le mètre cube par seconde m3/sFORCE, POIDS Le newton NPOIDS VOLUMIQUE Le newton par mètre cube N/m3PRESSION, CONTRAINTE Le pascal Pa 1 Pa = 1 N/m2VISCOSITE Le pascal-seconde Pa * sDans la plupart des cas, on prend l'accélération de la pesanteur g = 10 m/s2, au lieu de 9,81 m/s2.

5.3. Tableaux de conversion :5.3.1. longueurs:kilomètre (Km) mètre (m) millimètre (mm) micron (*m)

103 1 10-3 10-65.3.2. surfaces:Km2 m2 cm2 mm2106 1 10-4 10-65.3.3. volumes:m3 dm3 litre ( l ) cm3 millilitre (ml)1 10-3 10-3 10-6 10-65.3.4. masses:tonne ( t ) kilogramme (kg) gramme (g) milligramme (mg)103 1 10-3 10-65.3.5. contraintes:mégapascal (Mpa) MN/m2 pascal (Pa) N / m2

106 106 1 15.3.6. forces:valeur de* exprimée en *Newton Décanewton Kilonewton Kilogramme force Tonne forceNewtonDécanewtonKilonewtonKilogramme force

Tonne force 1101039,819,81*103 10-111029,81*10-19,81*102 10-3


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10-219,81*10-39,81 1,02*10-11,021,02*1021103 1,02*10-41,02*10-31,02*10-110-31

PRELEVEMENT D'ECHANTILLONS1. REGLES FONDAMENTALESLes essais effectués en laboratoire se font sur des quantités réduites de matériaux que l'on appelle"ECHANTILLONS".L'échantillon doit être représentatif de l'ensemble du matériau dans lequel on fait le prélèvement.On prélèvera toujours une quantité de matériau nettement plus grande que celle nécessaire pour l'essai proprement dit.Les résultats obtenus doivent correspondre aux caractéristiques de l'ensemble du matériau.2. DIVERS MODES DE PRELEVEMENT2.1. Sols naturels et matériaux d'apport :Pour que le prélèvement soit représentatif, il faut qu'il corresponde à ce que l'on trouvera dans legodet de la machine d'extraction ou sous les roues ou jantes des engins de compactage.

Selon la nature de cette machine, il y aura lieu de procéder de façon appropriée.EXEMPLES :Pour une pelle en butte, il faudra mélanger les matériaux que l'on fera tomber d'une saignée sur toutela hauteur du front de taille.

Pour un scraper, il faudra indiquer les couches horizontales successives de nature différentes.

2.2. Produits manufacturés : ( Granulats, enrobés, liants, etc.)Il faut s'assurer de l'homogénéité des matériaux.

Le prélèvement devra être exécuté avec des instruments et dans des récipients parfaitement propreset exempts de tous produits pétroliers, de terre ou de tout autre liant hydraulique ou bitumineux.2.2.1. Granulats :Prendre, de préférence :* une partie en bas du tas,* une partie en haut du tas,* 3 parties à l'intérieur du tas à l'aide d'un tube de prélèvement (cas du sable),* ou 2 parties à mi - hauteur ( cas du gravillon ou du sol stocké ).2.2.2. Liants hydrauliques :


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Un sac, ou 3 prises de 10 kg pour une livraison en vrac.2.2.3. Matériaux enrobés :Eviter la ségrégation en prélevant quelques pelletées à intervalles réguliers de quelques minutes.Procéder ensuite par quartage sur une tôle propre.2.2.4. Liants bitumineux :Ne pas prélever en surface ou on rencontre des produits plus légers et éventuellement de l'eau.Prélever par exemple à la vanne pendant que le liant est en cours de brassage dans son réservoir dechauffage.3. QUANTITES APPROXIMATIVES A PRELEVERElles sont fonctions de l'étude demandée :# SOL :* pour identification :............................................. 10 kg* pour étude plus complète ( Proctor, CBR, etc..): 25 à 50 kg# GRANULATS : par coupure granulométrique :............ 20 à 25 kg# LIANTS HYDRAULIQUES, FILLERS :........................ 2 à 3 kg# MATERIAUX ENROBES :............................................ 2 kg# LIANTS BITUMINEUX :............................................... 1 kg# EMULSIONS DE BITUME :......................................... 1 l

4. ECHANTILLONNAGE EN LABORATOIRE4.1. Préparation de l'échantillon :Les granulats et les sols devront être séchés à une température peu élevée pour ne pas modifier lanature du matériau. Le mieux est le séchage à l'air libre.Un échantillon trop sec devra être humecté pour ne pas perdre les éléments fins.Il faudra aussi briser les mottes, sans briser les éléments qui les composent.

4.2. Méthode de quartage :# Pour prélever 10 kg d'échantillon, il est indispensable de manipuler au moins 80 à 100 kg afind'arriver à une moyenne bien représentative.# Les matériaux extraits du tas ou du front de taille, etc... sont placés sur une aire propre ethomogénéisés à la pelle.# Le tas est finement répandu en forme de galette circulaire de laquelle on extrait un quart.# Ce quart est à nouveau brassé de la même façon et étalé en galette circulaire de laquelle onprélève un quart.# Finalement, on arrive à la quantité fixée plus haut pour l'envoi au laboratoire, et on est assuré que

cette quantité est représentative.# On procède ensuite à l'emballage.

4.3. Echantillonneurs :Appareils séparant en 2 fractions égales le matériau à étudier.REMARQUE : Les 2 procédés peuvent être utilisés séparément ou conjointement en fonction desquantités à séparer et de la grosseur des grains.

5. EMBALLAGE ET REPERAGE


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Les matériaux sont emballés d'une façon qui garantisse leur arrivée au laboratoire : sac étanche,bidon plastique ou métallique, containers, etc...Les enrobés et les liants bitumineux sont placés dans des boites ou containers hermétiques.Les échantillons de chaux et de ciment sont emballés dans des récipients étanches remplis pour nepas laisser d'air à l'intérieur.

NORMES A CONSULTER :P 18 - 551 : Granulats - Prélèvement de matériaux sur stocksP 18 - 552 : Granulats - Prélèvement de matériaux en cours d'écoulementP 18 - 553 : Granulats - Préparation d'un échantillon pour essaiTENEUR EN EAU1. DEFINITIONLa teneur en eau d'un granulat ou d'un sol est le pourcentage d'eau (en masse) par rapport aumatériau sec :

Masse de l'eau contenue* % = -------------------------------------- * 100Masse de matériau sec

2. PRINCIPE DE DETERMINATIONIl existe 2 possibilités :# Sécher complètement le granulat,# Faire entrer l'eau qu'il contient dans une réaction chimique.2.1. Première méthode :# Peser l'échantillon humide : Mh# Placer l'échantillon dans un récipient métallique ou en verre,# Faire sécher le matériau :* A l'étuve à 105 - 110° pendant 24 heures : grande précision pour quantités importantes,

* Dans un four : plus rapide,* Dans un four micro-ondes : trés rapide ( attention: pas de récipient métallique ),* Sur une plaque chauffante ou un bec à gaz,* Flamber l'échantillon à l'alcool ( peu précis et dangereux ).# Peser l'échantillon sec : Ms,# Calculer la teneur en eau :

Mh - Ms* % = ------------------ * 100


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Ms

2.2. Deuxième méthode :On emploi du carbure de calcium qui réagit avec l'eau pour donner de l'acétylène :C2Ca + H2O * C2H2 + CaOOn utilise un appareil tel que le " SPEEDY ".* Placer une quantité bien déterminée de matériau humide dans l'appareil,* Mettre 3 mesures de carbure de calcium dans le couvercle de l'appareil. Bien refermer,* Retourner l'appareil et l'agiter pour que le matériau humide et le carbure se mélangent bien,* Un manomètre commandé par la pression interne, gradué en pourcentages, donne directement lateneur en eau.3. PRECAUTIONS A PRENDRELa mesure d'une teneur en eau doit être réalisée avec soin.Il faut prendre une masse d'échantillon représentative de celui-çi. Selon la quantité prélevée, lesmesures devront être réalisées avec une précision plus ou moins grande ( balance au gramme, audixième ou même au centième )Utiliser une méthode et un matériel compatibles avec la quantité de matériau et la précisiondemandées.

MASSES VOLUMIQUES1. DEFINITIONSLa masse volumique d'un corps est la masse de l'unité de volume de ce corpsComme il existe le volume apparent et le volume absolu ( ou réel ), on distinguera :# la MASSE VOLUMIQUE APPARENTE ( MVA ): C'est le quotient de la masse sèche de l'échantillonpar le volume occupé par la matière solide du corps et les vides contenus dans les grains ( volume

apparent ).# la MASSE VOLUMIQUE ABSOLUE ou REELLE ( MVR ): C'est le quotient de la masse sèche del'échantillon par le volume de sa matière (volume absolu, tous vides déduits ou volume réel ).Les masses volumiques s'expriment en fonction des unités courantes des masses et des volumes :t/m3, kg/dm3, g/cm3 par exemples

Il ne faut pas confondre MASSE VOLUMIQUE et DENSITE : Une densité est le quotient entre lamasse d'un certain volume d'un matériau et la masse du même volume d'eau à 4 °C , c'est - à - direune grandeur sans unité.

2. MASSE VOLUMIQUE APPARENTE2.1. Principe général :Il s'agit de remplir une mesure de 1 dm3 ou plus ( 2 dm3, 5 dm3 ) avec le matériau et de déterminer la masse du contenu.Le tassement, donc le mode de remplissage de la mesure, a une influence trés importante sur lesrésultats. Il faudra réaliser les essais avec du matériel aussi simple que possible, et tréssoigneusement.


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2.2. Matériaux courants : ( sable, gravillon, sol )# Prendre le matériau dans les 2 mains formant entonnoir,# Placer les 2 mains à 10 cm environ au-dessus de la mesure et laisser tomber le matériau ni tropvite, ni trop lentement,# Verser ainsi le matériau au centre de la mesure jusqu'à ce qu'il déborde autour en formant un cône,# Araser à la règle,# Peser le contenu.

2.3. Cas des liants hydrauliques et des fillers :On utilise généralement un entonnoir porté par un trépied et muni d'une passoire et d'un operculemobile.# Placer l'entonnoir au-dessus du centre de la mesure. Fermer l'opercule,# Verser une petite quantité ( 200 g environ ) de matériau fin sur la passoire et la faire descendredans l'entonnoir à l'aide d'une spatule,# Ouvrir l'opercule : le matériau tombe,# Refermer l'opercule et recommencer l'opération jusqu'à ce que se produise le débordement toutautour,# Araser à la règle,# Peser le contenu.2.4. Résultats :# Les méthodes sont fidèles si les processus sont respectés.# Il est recommandé de faire 5 essais et de prendre la moyenne des résultats.# ATTENTION : Pour les sables, la masse volumique apparente varie considérablement en fonctionde sa teneur en eau. Le sable " foisonne " et il est trés important de déterminer l'importance de cefoisonnement.

3. MASSE VOLUMIQUE ABSOLUE OU REELLE3.1. Principe général :Le volume absolu ou réel d'un corps est généralement déterminé en mesurant le volume d'un liquideque déplace l'introduction de ce corps.Le liquide employé est, aussi souvent que possible, l'eau, sauf pour les corps réagissant avec l'eauqui conduisent à utiliser un autre liquide ( Benzène en principe).De nombreuses méthodes permettent de déterminer les masses et volumes des matériaux à étudier.Il faudra les utiliser à bon escient, en fonction de la précision voulue, du matériel disponible et des

matériaux.3.2. Méthode de l'éprouvette graduée :# Mettre dans une éprouvette graduée un volume d'eau V1,# Peser une masse M du corps ( 200 à 400 g ) et l'introduire dans l'éprouvette. Bien éliminer lesbulles d'air,# Lire le nouveau volume V2,# Le volume absolu ou réel est : V = V2 - V1# La masse volumique réelle est :


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MMVR = -----------V2 - V1

AVANTAGES ET INCONVENIENTS :* Méthode rapide, simple. Matériel simple.* Précision faible en raison de l'espacement des graduations sur l'éprouvette, de la formation duménisque, de l'eau qui adhère aux parois.

3.3. Méthode du ballon :La méthode est nettement plus précise, mais plus délicate à réaliser. On utilise :* un récipient en verre dont les bords sont bien rodés,* une plaque de verre pour recouvrir le goulot,* une balance de précision,# Peser le récipent plein d'eau, recouvert de la plaque de verre soit M1,# Peser un échantillon du corps étudié : M2,# Introduire le corps dans le ballon vide, remplir à nouveau d'eau, remettre la plaque de verre etpeser : M3,# La masse de l'eau chassée par le corps est :M = M1 + M2 - M3# La densité de l'eau étant égale à 1 à la température ambiante, la masse volumique cherchée est:

M2MVR = --------------------M1 + M2 - M3

AVANTAGES ET INCONVENIENTS :* Bonne précision,* Nécessite beaucoup de soins : ne pas laisser de bulles, bien sécher ballon et plaque.

3.4. Méthode du voluménomètre " Le Chatelier " :C'est un récipent de 250 cm3 en principe comportant un col étroit muni d'un renflement de 20 cm3environ.

Sous le renflement se trouve la graduation zéro.Au-dessus du renflement, d'autres graduations donnent le volume en 1/10 de cm3 à partir du zéro.# Mettre l'eau jusqu'à une graduation voisine de zéro. Noter V1,# Peser le tout : M1,# Introduire le corps étudié jusqu'à ce que le niveau du liquide soit dans la partie utile de lagraduation.# Bien chasser les bulles d'air. Noter V2,# Peser : M2,# La masse volumique absolue ou réelle est :


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M2 - M1MVR = ------------V2 - V1

AVANTAGES ET INCONVENIENTS :* Méthode précise et fidèle,* Le voluménomètre est gradué à 20 ° C et toute variation de température fausse les résultats(surtout avec le benzène ).

3.5. Méthode du pycnomètre :C'est un récipient de 50 à 1000 cm3 comportant un bouchon rodé muni d'un tube trés fin sur lequelest gradué un trait de repère# Peser le pycnomètre vide : M1,# Introduire une prise d'esssai à l'intérieur du pycnomètre, puis peser l'ensemble avec le bouchon :M2,# Le pycnomètre est ensuite rempli d'eau. Eliminer les bulles d'air et adapter le bouchon. Finir deremplir jusqu'au trait repère, vérifier que le niveau est stable, peser l'ensemble : M3,# Vider le pycnomètre, bien le nettoyer et le remplir d'eau jusqu'au repère du bouchon. Peser aprèsvérification du niveau : M4,# La masse volumique réelle du matériau est :M2 - M1MVR = MVRw -----------------------------M4 + M2 - M1 - M3avec MVRw masse volumique de l'eau conventionnellement prise égale à 1 kg/dm3

AVANTAGES ET INCONVENIENTS :Méthode trés précise, mais l'influence des variations de température est trés grande. Il faut doncréaliser l'essai par température constante.

NORMES A CONSULTER :P 18 - 554 : Granulats - Mesures des masses volumiques, de la porosité, ...P 18 - 555 : Granulats - Mesures des masses volumiques, coefficient d'absorption ...P 18 - 558 : Granulats - Détermination de la masse volumique absolue des finesNF P 94 - 053 : Sols - Détermination de la masse volumique des sols fins

NF P 94 - 054 : Sols - Détermination de la masse volumique des particules solidesFOISONNEMENT DU SABLE1. DEFINITIONC'est le phénomène de variation de la masse volumique apparente du sable en fonction de sa teneur en eau.2. PRINCIPE DE DETERMINATION# Peser 2000 g de sable sec ( * = 0 % ). Déterminer la masse volumique apparente du matériauselon la méthode traditionnelle : MVA0,# Ajouter 1 % d'eau soit 20 g aux 2000 g de sable. Bien mélanger et déterminer la nouvelle masse


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volumique apparente humide MVA1,# Ajouter à nouveau 1 % d'eau et déterminer MVA2,# Et ainsi de suite pour des valeurs croissantes de *,3. RESULTATSLes résultats obtenus sont portés sur un graphique.* En abcisse : Teneur en eau.* En ordonnée : Masse volumique apparente humide.

On remarque:# Diminution rapide et importante de la masse volumique apparente: 20 à 25 % pour * = 1 %,# Passage par un minimum très net ( - 30 % environ ) pour une valeur de * comprise entre 3 % et 10% selon les sables,# Remontée de la courbe, plus lentement, jusqu'à la valeur correspondant à la saturation ( pour * =20 % en général ).On peut également calculer la masse de sable sec contenu dans le sable humidifié:

et en déduire la masse volumique apparente sèche du sable pour chaque teneur en eau.Les résultats obtenus sont alors portés sur un graphique.* En abcisse : Teneur en eau.* En ordonnée : Masse volumique apparente sèche.4. FOISONNEMENT DU SABLELe foisonnement est l’augmentation de volume correspondante à une humidité donnée, par le rapportau volume occupé par la même quantité de sable mais à l’état sec.

On trace ensuite la courbe de foisonnement du sable.* En abcisse : Teneur en eau.* En ordonnée : Foisonnement.

5. IMPORTANCE DE LA VARIATIONCette notion de foisonnement du sable est très importante pour les chantiers.Le sable livré est rarement sec, alors que le dosage donné pour la composition d'un béton prévoittoujours un sable sec.Il faudra donc corriger ces quantités de sable pour obtenir un béton de qualité.

COMPOSITION GRANULAIRE1. DEFINITIONSIl s’agit de déterminer les proportions optimum d’un mélange de plusieurs granulats, en général unsable et un gravillon.Un bon béton est un béton compact: il doit contenir le moins d’air possible.Le ciment et l’eau forment une pâte liquide qui vient remplir les vides entre les granulats.La quantité de ciment est déterminée par rapport à la résistance souhaitée du béton.Il faut une certaine quantité d’eau pour assurer l’hydratation du ciment et sa prise.


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Pour réduire la quantité d’air du béton, il faut donc réduire les vides crées par les granulatseux-mêmes.2. PRINCIPE DE DETERMINATION2.1. Indice des vides: eC’est le rapport entre le volume occupé par les vides et le volume de la partie solide des grains, Vétant le volume total occupé par les granulats.

avec Vv = volume des vides = V - VsVs = volume du solide2.2. Compacité:C’est le rapport entre le volume occupé par la partie solide des grains et le volume total desgranulats.

2.3. Etude théoriqueOn cherche à obtenir l’indice des vides minimum dans un mélange de 2 granulats (sable etgravillon).Soit G = Volume absolu du gravillonS = Volume absolu du sable2.3.1. Indice des vides du gravillon:2.3.2. Indice des vides du sable:2.3.3. Teneur en gros granulats du mélange:2.3.4. Teneur en granulats fins du mélange:2.3.5. On part du gros granulat et on ajoute un peu de sable .Le volume des vides du mélange sera:L’indice des vides du mélange sera:

2.3.6. On part du granulat fin de volume absolu So.On remplace le volume S’ de sable par le même volume de gravillon S’ = G.On a toujours So = S + S’ = S + Gd’ou S = So - S’Le volume des vides du mélange sera:L’indice des vides du mélange sera:

2.3.7. Tracer les deux courbes sur un même graphique.

Courbe réelleCourbes théoriques


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Ce sont des courbes théoriques, mais la réalité est légèrement différente car l'arrangement desgrains suit cette évolution au voisinage des limites{G/(G+S)=0 ou 1}Deux phénomèmes viennent se superposer:# Effet de paroi ou de coffrage ( arrangement plus lache e plus grand )# Effet de desserrement ou d'interférence. L'arrangement des petits grains dans les grosdésorganisent ceux-ci (e plus grand )3. ETUDE PRATIQUE3.1. Détermination des masses volumiques absolues:# du sable : MVRS # du gravillon : MVRG3.2. Détermination des indices des vides:# du sable seul : eS # du gravillon seul : eG3.3. Hypothéses de travail:# Soit S le volume absolu de sable utilisé et G le volume absolu de gravillon utilisé# On pose x = G / (G+S) le pourcentage de gros dans le mélangex = 0 sable seul eSx = 1 gravillon seul eG4. TRAVAUX PRATIQUES EN PARTANT DU GRAVILLON4.1. Faire des mesures pour x = 1, x = 0.9,...... x = 0.4:# on prend 4 kg de gravillon que l'on met dans une éprouvette 16*32# Vs = 4 / MVRG, et par mesure de la hauteur restante on trouve le volume total V

4.2. Calcul de la masse de sable à mettre pour passer à x = 0.9:# x = G / (G+S) S = G (1-x) / x Masse = S * MVRS

# par différence de hauteur, on trouve V

5. TRAVAUX PRATIQUES EN PARTANT DU SABLE5.1. Faire des mesures pour x = 0, x = 0.1,...... x = 0.6:# on prend 4 kg de sable que l'on met dans une éprouvette 16*32# Vs = 4 / MVRS, et par mesure de la hauteur restante on trouve le volume total V

5.2. Calcul de la masse de gravillon à mettre pour passer à x = 0.1:# x = G / (G+S) G = S * x (1-x) Masse = G * MVRG

# par différence de hauteur, on trouve V

NOTES PERSONNELLES


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S a v o i r s T e c h n o l o g i q u e s A s s o c i é s

LES GRANULATS PARTIE02

SOMMAIRE

Laboratoire

GENIE


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CIVIL

LES GRANULATS :……………………………..ANALYSE GRANULOMETRIQUE PAR TAMISAGE :………………………………….…..PROPRETE DES GRANULATS :……...………PROPRETE SUPERFICIELLE :…….………….EQUIVALENT DE SABLE A 10% DE FINES :.VALEUR DE BLEU DE METHYLENE :…...….COEFFICIENT D’APLATISSEMENT :………...COEFFICIENT D’ABSORPTION DES GRANULATS :…………………………………… Page 27Page 37Page 42Page 43Page 45Page 48Page 51Page 53

NOTES PERSONNELLES

LES GRANULATS1. DEFINITIONS# GRANULAT : Ensemble de grains de dimensions comprises entre 0 et 125 mm.# GRANULARITE : Distribution dimensionnelle des grains d'un granulat.# GRANULOMETRIE ou ANALYSE GRANULOMETRIQUE : Détermination de la granularité.# COURBE GRANULOMETRIQUE : Elle traduit la distribution en masse des grains par classegranulaire.# FUSEAU GRANULOMETRIQUE : Zone délimitée par deux courbes granulométriques enveloppes,non sécantes.

MODULE DE FINESSE du SABLE : Il est égal au 1/100 de la somme des refus cumulés exprimés enpourcentage sur les tamis de la série0,16 - 0,315 - 0,63 - 1,25 - 2,50 - 5,00 mm.2. DIMENSIONS UTILISEES POUR LA CLASSIFICATIONS DES GRANULATSOn appelle CLASSE GRANULAIRE l’intervalle d / D dans lequel d et D représentent respectivementla plus petite et la plus grande des dimensions du produit.Les dimensions d / D sont choisies dans la série suivante :0 - 0,063 - 0,08 - 0,1 - 0,125 - 0,16 - 0,2 - 0,25 - 0,315 - 0,4 - 0,5 - 0,63 - 0,8 - 1 - 1,25 - 1,60 - 2 - 2,5 -3,15 - 4 - 5 - 6,3 - 8 - 10 - 12,5 - 14 - 16 - 20 - 25 - 31,5 - 40 - 50 - 63 - 80 - 100 - 125 mm


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Ces dimensions correspondent à la grosseur des grains déterminée par l’analyse granulométriquepar tamisage selon la norme P 18-560.Cette désignation des granulats en termes de dimensions inférieure ( d ) et supérieure ( D ) de tamisadmet que des grains puissent être retenus sur le tamis D et que d’autres puissent passer au traversdu tamis d, dans des limites précises selon leurs utilisations.

3. CLASSIFICATIONS DES GRANULATS3.1. Classification selon l'origine :Les granulats sont dits :# NATURELS, lorsqu'ils sont issus de roches meubles ou massives et qu'ils ne subissent auraitement autre que mécanique.# ARTIFICIELS, lorsqu'ils proviennent de la transformation à la fois thermique et mécanique deroches ou de minerais.# RECYCLES, lorsqu’ils proviennent de la démolition d'ouvrages ou lorsqu’ils sont réutilisés.3.2. Classification suivant la granularité :On distingue les familles de granulats suivantes:FILLERS :......... 0 / D où D * 2 mm avec au moins 70% de passant à 0,063 mm

SABLONS :...... 0 / D où D * 1 mm avec moins de 70% de passant à 0,063 mm

SABLES :......... 0 / D où 1 < D * 6,30 mm

GRAVES :........ 0 / D où D > 6.3 mmGRAVILLONS:. d / D où d * 1 et D * 125 mm

BALLASTS :.... d / D où d * 25 et D * 50 mm

3.3. Classification selon la masse volumique réelle MVRLes granulats sont dits :# LEGERS lorsque MVR < 2 t / m3# COURANTS lorsque MVR 2 t / m34. CARACTERISTIQUES DES GRANULATS4.1. Caractéristiques intrinsèques :Elles sont liées en général à la qualité de la roche exploitée. Entrent dans ce type de caractéristiques

: masse volumique réelle, absorption d’eau, Los Angelès, Micro-Deval, résistance au polissage,friabilité des sables , etc.4.2. Caractéristiques de fabrication :Elles résultent en général des conditions de fabrication. Entrent dans ce type de caractéristiques:granularité, aplatissement, angularité, propreté des sables, propreté superficielle des gravillons,etc.L’indice et le rapport de concassage font partie des caractéristiques de fabrication.

5. ANGULARITE DES GRANULATS ALLUVIONNAIRES ET MARINS5.1. Indice de concassage :


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C’est le pourcentage d’éléments supérieurs au D du granulat élaboré contenu dans le matériaud’origine soumis au concassage.5.2. Rapport de concassage :C’est le rapport entre la plus petite dimension du gravillon d’origine soumis au premier concassageet le D du granulat élaboré.6. GRANULARITE ET FUSEAU GRANULOMETRIQUE6.1. Incertitude des méthodes d’essai ( u ) :Cette incertitude a été établie à partir des résultats d’un certain nombre d’essais.6.2. Valeur spécifiée : inférieure ( Vsi ) et supérieure ( Vss ) :Suivant le nombre d’essais de contrôle effectués, chaque résultat d’essai, ou une certaine proportiondes résultats d’essais, doit être conforme à ces valeurs spécifiées.6.3. Etendue ( e ) :Domaine de variation du passant à un tamis donné ou du module de finesse.6.4. Fuseau de régularité :Pour chaque dimension de tamis utilisé, il est établi autour une valeur de passant Xr choisie par lefournisseur en appliquant de part et d’autre la moitié des étendues e indiquées dans les tableauxsuivants.Ces valeurs deviennent alors les valeurs spécifiées supérieures Vss et inférieure Vsi.Vss = Xr + e/2Vsi = Xr - e/2L’étendue e est donc égale à Vss - VsiSi l’étendue n’est pas fixée, le fuseau de régularité est borné par les Vss et Vsi données dans lestableaux suivants.Les limites inférieure Li et supérieure Ls précisent la zone dans laquelle doit se situer le fuseau derégularité et délimitent un fuseau appelé Fuseau de spécifications.

6.5. Fuseau de fabrication :Etabli sur la base d’au moins 15 analyses datant de moins de 6 mois, le fuseau de fabrication estdéfini par les deux courbes granulométriques enveloppes tracées pour chaque dimension de tamis àpartir de: Xf 1,25 sf Xf moyenne des contrôles du fournisseur sf estimation de leur écart-type

7. GRANULATS POUR CHAUSSEES : COUCHES DE FONDATION, DE BASE ET DE LIAISONPour chaque caractéristique, les spécifications seront choisies parmi les catégories suivantes. Sauf

indication contraire, l’appartenance à une catégorie nécessite de satisfaire simultanément à toutesles conditions de cette catégorie.7.1. Caractéristiques intrinsèques des gravillons et de la fraction gravillon des graves :Catégorie LA + MDE ET LA ET MDEVssB 35 25 20C 45 ET 30 ET 25D 55 35 30E 80 45 45


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F Pas de spécifications, mais Fiche Technique du Produit renseignée

7.2. Caractéristiques de fabrication des gravillons :Catégorie Passants ( % ) à A(6) P(7)2 D 1,58 D D (d+D)/2(2) d 0,63 d Vss

III Li 85(1)Ls 99e 10 Li 30Ls 70(3)e 25 Li 1Ls 15(5)e 10202

IV Vsi 100 Vsi 99 Li 80Ls 99e 15 Li 25Ls 75(4)e 35 Li 1Ls 20e 15 Vss 5303

V Pas de spécifications, mais Fiche Technique du Produit renseignée(1) 80 si D 1,6d.(2) Tamis le plus proche de la valeur calculée(3) S’applique si D 2d.(4) S’applique si D 2,5d. (5) 20 si D 1,6d.(6) Les Vss de A sont majorées de 5 points si D 10 mm.(7) Les Vss de P sont majorées de 2 points si VBF 10.7.3. Caractéristiques de fabrication des sablons, des sables et des graves:Catégorie Passants ( % ) à Propreté des sablons et des sables

PS ou VB (3) Propreté des gravesPS ou VB0/D(3)2 D 1,58 D D tamis (1) intermédiaire 0,08 mm Vsi ou Vss Vsi ou Vssa Li 85 Ls 99 e 15 e 6 60 2 60 0,8b Vsi 100 Vsi 99 e 10 50 2,5 50 0,8c Li 80 Ls 99 e 15 e 20 e 6(2) 40 3 40 1d Pas de spécifications, mais Fiche Technique du Produit renseignée(1) Au moins un, défini par le producteur (2) Pour les sables dont la teneur en fines moyenne est 15 % e=8


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(3) VB selon norme EN 933-9

8. GRANULATS POUR CHAUSSEES : COUCHES DE ROULEMENT UTILISANT DES LIANTSHYDROCARBONESPour chaque caractéristique, les spécifications seront choisies parmi les catégories suivantes. Sauf indication contraire, l’appartenance à une catégorie nécessite de satisfaire simultanément à toutesles conditions de cette catégorie.8.1. Caractéristiques intrinsèques des gravillons:Catégorie 100CPA -(LA+MDE) ou RPA -(LA+MDE) 100CPA ou RPA LA+MDEVsi Vsi VssA 30 38 et 50 58² et 30B 15 ou 23 45 ou 53 40C 5 13 45 53 50Ce tableau intègre la règle de compensation de 5 points entre 100 CPA, ou RPA et ( LA + MDE )8.2. Caractéristiques de fabrication des gravillons :Catégorie Passants ( % ) à A(3) P2 D 1,58 D D (d+D)/2(2) d 0,63 d VssI Li 85(1) Li 30 Li 1 10 0,5II Vsi 100 Vsi 99 Ls 99 Ls 70(3) Ls 15 Vss 5 15 1III e 10 e 25 e 10 20 2(1) Si D 1,6d, Li = 80 à D et Ls = 20 à d(2) Ne s’applique que si D 2d.(3) Les Vss de A sont majorées de 5 points si D 10 mm.8.3. Caractéristiques de fabrication des sablons et des sables:Catégorie Passants ( % ) à Propreté des sablons et des sables

PS ou VB (2)2 D 1,58 D D tamis (1) intermédiaire 0,08 mm Vsi ou Vssa Vsi 100 Vsi 99 Li 80 Ls 99 e 15 e 15 e 6 60 2(1) Au moins un, défini par le producteur (2) VB selon norme EN 933-9

9. GRANULATS POUR CHAUSSEES : Bétons de cimentPour chaque caractéristique, les spécifications seront choisies parmi les catégories suivantes. Sauf indication contraire, l’appartenance à une catégorie nécessite de satisfaire simultanément à toutes

les conditions de cette catégorie.9.1. Caractéristiques intrinsèques des gravillons:Catégorie 100 CPA -(LA+MDE) ou RPA -(LA+MDE)Vsi 100 CPA ou RPAVsi LA+MDEVsiB (1) 15 ou 23 45 ou 53 40C --- --- 45D --- --- 55


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(1) Cette catégorie intègre la règle de compensation de 5 points entre 100 CPA, ou RPA et ( LA +MDE )9.2. Caractéristiques de fabrication des gravillons :Catégorie Passants ( % ) à A(4) P2 D 1,58 D D (d+ D)/2 (2) d 0,63 d VssIII Vsi 100 Vsi 99 Li 85(1)Ls 99e 10 Li 30Ls 70e 25 Li 1Ls 15(3)e 10 Vss 5 20 2(1) Li 80 si D 1,6d.(2) Ne s’applique que si D 2d.(3) Ls 20 si D 1,6d.(4) La Vss de A est portée à 25 si D 10 mm.9.3. Caractéristiques de fabrication des sablons et des sables:Catégorie Passants ( % ) à MF Propreté des sablons et des sablesPS ou VB 0/D(3)2 D 1,58 D D 0,08 mm Vsi ou Vssa1 Vsi 100 Vsi 99 Li 80 Ls 99 e 10 Ls 12e 3(2) e 0,6 60(2) 1(1) Ou CV 20 %(2) 55 pour les roches massives et pour les alluvions d’IC > 50.(3) VB selon norme EN 933-9. (essai sur le 0/2 mm, résultat exprimé sur le 0/D)

10. GRANULATS POUR BETONS HYDRAULIQUESPour chaque caractéristique, les spécifications seront choisies parmi les catégories suivantes. Sauf indication contraire, l’appartenance à une catégorie nécessite de satisfaire simultanément à toutesles conditions de cette catégorie.10.1. Caractéristiques applicables aux gravillons:10.1.1. Los Angelès: LACatégorie VssLAA 30

LAB et LAC 40LAD 5010.1.2. Sensibilité au gel: GLes granulats de catégories GA, GB et GC sont non gélifs.10.1.3. Granularité: Gr Catégorie Passants ( % ) à2 D 1,58 D D (d+ D)/2 (1) d 0,63 dGrA Li 80 Ls 99 Li 25 Ls 75e 25 Li 1


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Ls 20GrB Vsi 100 Vsi 99 e 15 Li 20Ls 80 e 15 Vss 5GrC e 19 e 40 e 19GrD Pas de spécifications, mais Fiche Technique du Produit renseignée(1) S’applique si D 2,5 d.10.1.4. Propreté: P: Vss 1,5Cette valeur est portée à 3 pour les gravillons de roches massives et pour les gravillons d’extractionalluvionnaire et marine d’IC 50 si VBF 1010.1.5. Coefficient d’Aplatissement: ACatégorie VssAA 20AB et AC 30AD 40

10.2. Caractéristiques applicables aux sables:10.2.1. Granularité: Gr Le fuseau de fabrication figure sur la F T PCatégorie Passant ( % ) à2 D 1,58 D DGrA à GrD Vsi 100 Vsi 99 Vsi 85 Vss 9910.2.2. Module de finesse: MFCatégorie MFMFA Li 1,8 e 0,6MFB Ls 3,2 e 0,7MFC e 0,7MFD e 0,8

10.2.3. Teneur en fines: f de la fraction 0/4 mmCatégorie Passant (%) au tamis de 0,08 mmfA Ls 12 e 3 ou CV 20 %fB Ls 15 e 5 ou CV 20 %fC Ls 18 e 6 ou CV 20 %fD Pas de spécifications mais FTP renseignée10.2.4. Propreté: PS ou VBPS ( % ) ouCatégorie Sables d’extraction alluvionnaire et marine (IC < 50) Autres sables VB0/D (g)

PSA Vsi 65 Vsi 60 Vss 1PSB, PSC et PSD Vsi 60 Vsi 50

NORMES A CONSULTER :XP P 18 - 540 : Granulats - Définitions, conformité, spécifications


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NOTES PERSONNELLES

ANALYSE GRANULOMETRIQUE PAR TAMISAGE1. DEFINITIONSL'analyse granulométrique consiste à déterminer la distribution dimensionnelle des grainsconstituants un granulat dont les dimensions sont comprises entre 0,063 et 125 mm.On appelle :* REFUS sur un tamis : quantité de matériau qui est retenue sur le tamis.* TAMISAT ( ou passant ) : quantité de matériau qui passe à travers le tamis.2. PRINCIPE DE L'ESSAIL'essai consiste à fractionner au moyen d'une série de tamis un matériau en plusieurs classesgranulaires de tailles décroissantes.Les masses des différents refus et tamisats sont rapportées à la masse initiales de matériau. Lespourcentages ainsi obtenus sont exploités sous forme numérique et sous forme graphique.3. MODE OPERATOIRE3.1. Dimensions des tamis utilisés pour la classification des granulats :0.063 0.080 0.100 0.125 0.160 0.200 0.250 0.315 0.4000.500 0.630 0.800 1.00 1.25 1.60 2.00 2.50 3.154.00 5.00 6.30 8.00 10.00 12.50 14.00 16.00 20.0025.00 31.50 40.00 50.00 63.00 80.00 100.00 125.00Les dimensions de mailles et le nombre de tamis sont choisis en fonction de la nature de l'échantillonet de la précision attendue.Le tamis de 0.063 est peu utilisé. Pour les petits granulats - jusqu'à 5 mm - on utilise les tamis de 3en 3 à partir de 0.080 mm. ( Série permettant la détermination du module de finesse )A partir de 5 mm, tous les tamis doivent être utilisés.

3.2. Préparation de l'échantillon :La masse d'échantillon pour l'essai doit être telle que : M > 0,2 Davec M en kilogrammes et D, plus grande dimension des grains, en millimètres.L'essai s'effectue sur le matériau à le teneur en eau à laquelle il se trouve, afin d'éviter une perte detemps pour séchage, un risque de perte d'éléments fins du matériau, etc...Il faut préparer 2 échantillons :# L'un de masse M1h pour déterminer la masse sèche de l'échantillon soumis à l'analysegranulométrique,

# L'autre de masse Mh pour effectuer cette analyse.3.3. Détermination de la masse sèche de l'échantillon :# Pesée de l'échantillon M1h,# Séchage à l'étuve, sur plaque chauffante ou au four,# Pesée de l'échantillon sec : M1s# La masse sèche Ms de l'échantillon soumis à l'analyse granulométrique est calculée de la manièresuivante :M1sMs = -------- * Mh


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M1h3.4. Lavage de l'échantillon :# L'échantillon humide est versé sur un ou plusieurs tamis de décharge, protégeant le tamis delavage.# La maille du tamis de lavage correspond à la plus petite maille de la colonne utilisée pour l'analysegranulométrique. ( 0,080 mm pour du sable, 4 ou 5 mm pour du gravillon ).# On lave le matériau, en veillant à ce que l'eau ne déborde pas du tamis de lavage. Le tamisat esten principe éliminé avec les eaux de lavage.# Le refus récupéré est séché: soit Ms1 sa masse3.5. Tamisage de l'échantillon :# Verser le matériau lavé et séché dans la colonne de tamis. Cette colonne est constituée par l'emboîtement des tamis, en les classant de haut en bas dans l'ordre de mailles décroissantes, et enajoutant un fond plein et un couvercle.# Agiter manuellement ou mécaniquement cette colonne, puis reprendre un à un les tamis enadaptant un fond et un couvercle. Agiter chaque tamis.# Verser le tamisat recueilli sur le fond sur le tamis immédiatement inférieur.

3.6. Pesées :# Le refus maximum admissible sur chaque tamis doit être inférieur à :* 100 g si d < 1 mm* 200 g si 1 mm < d < 4 mm* 700 g si d > 4 mm# Peser le refus du tamis ayant la plus grande maille : soit R1 la masse de ce refus.# Ajouter le refus obtenu sur le tamis immédiatement inférieur. Soit R2 la masse du refus cumulé.# Poursuivre la même opération avec tous les tamis de la colonne pour obtenir les masses des

différents refus cumulés# Peser le tamisat sur le fond . Soit Tn sa masse.3.7. Calculs :# Les résultats sont portés sur une feuille d'essai ( voir modèle sur la norme )# Les masses des différents refus cumulés Ri sont rapportées à la masse totale de l'échantillon pour essai sec Ms.# Les pourcentages de refus cumulés ainsi obtenus,Ri------- * 100

Mssont inscrits sur la feuille d'essai. Les pourcentages de tamisats correspondants sont égaux à :Ri100 - *------- * 100*Ms3.8. Validité de l'analyse :La somme des masses Rn et Tn ne doit pas différer de plus de 2 % de la masse Ms1.3.9. Tracé de la courbe granulométrique :Il suffit de porter les divers pourcentages des tamisats ou des différents refus cumulés sur une feuille


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semi-logarithmique :* en abscisse : les dimensions des mailles, échelle logarithmique* en ordonnée : les pourcentages sur une échelle arithmétique.La courbe doit être tracée de manière continue et peut ne pas passer par tous les points

4. INTERPRETATION DES COURBESLa forme de la courbe granulométrique obtenue apporte les renseignements suivants :# Les dimensions d et D du granulat ( voir cours : " LES GRANULATS " ),# La plus ou moins grande proportion d'éléments fins,# la continuité ou la discontinuité de la granularité.

Sable à majorité de grains fins Sable normal Sable plutôt grossier Gravillon 5 / 10 à granulométrie continue Gravillon 8 / 25 à granulométrie discontinue

5. FUSEAUX GRANULAIRES DE GEORGES DREUX

6. MELANGE DE DEUX SABLESLe sable est l'élément ayant sur le béton, selon ses qualités, la plus grande influence.Il est souhaitable que son module de finesse soit compris entre 2,20 et 2,80.On pourra apporter une correction au module de finesse en mélangeant plusieurs sables. On utilisepour cela la règle d'ABRAMS :# soit un sable S1 de module de finesse trop fort Mf1# soit un sable S2 de module de finesse trop faible Mf2# soit Mf le module de finesse du mélange à obtenir.

Mf - Mf2Proportion de sable S1 : -------------Mf1 - Mf2Mf1 - Mf Proportion de sable S2 : -------------Mf1 - Mf2

Tracer ensuite la courbe granulométrique du mélange en appliquant les pourcentages pour chacundes tamis.


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NORMES A CONSULTER :P 18 - 560 : Granulats - Analyse granulométrique par tamisageP 18 - 540 : Granulats - Définitions - Conformité - Spécifications.P 18 - 553 : Granulats - Préparation d'un échantillon pour essaiPROPRETE DES GRANULATS1. DEFINITIONS - GENERALITESTous les granulats contiennent plus ou moins d'impuretés ayant un effet néfaste sur les qualitésprincipales du béton : résistance, imperméabilité, durabilité.Certaines impuretés sont prohibées : elles perturbent les résultats au-delà des limites permises,même à l'état de traces. Ce sont essentiellement :

* Les particules de charbon, de bois ou leurs résidus,* Les particules adhérentes d'argile qui isolent le granulat du liant.D'autres sont tolérées dans certaines limites :* Les éléments trés fins, s'ils sont en grains de moins de 0,5 cm3 et régulièrement répartis dans lamasse du granulat,* Les matières organiques, très fines, dont la détection se fait par l'intermédiaire de produitschimiques dont la réaction fait apparaître une coloration qui, au bout de 24 heures, ne doit pas êtreplus foncèe qu'une coloration type,* Les sulfates et sulfures, qui provoquent la désagrégation du béton par augmentation du volume des

parties qui les contiennent.L'influence des éléments fins dans un béton est importante :* Il faut plus d'eau pour mouiller des éléments fins que pour les gros granulats. La résistance d'unbéton varie dans le même sens que le rapport C/E. Un sable contenant beaucoup d'éléments finsconduira à une faible valeur de C/E et donc à une moindre résistance du béton,* L'eau de gâchage ainsi mise en plus s'évaporera au cours du durcissement : retrait plus importantet risques de fissures,* Les éléments fins et l'eau forment une boue qui gêne l'adhérence du liant.2. PRINCIPAUX ESSAIS PERMETTANT DE DETERMINER LA PROPRETE SUPERFICIELLE DES


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GRANULATSLa propreté superficielle des granulats est déterminée selon différents essais, en fonction desclasses granulaires et des besoins. On se contentera de retenir les essais suivants :# Norme P 18 - 591 : Granulats - Détermination de la propreté superficielle# Norme P 18 - 597 : Granulats - Détermination de la propreté des sables : équivalent de sable à 10% de fines# Norme Européenne EN 933-9 : Essais pour déterminer les caractéristiques géométriques desgranulats - Partie 9: Qualification des fines - Essai au bleu de méthylène

PROPRETE SUPERFICIELLE1. DEFINITIONSIl s'agit de définir le mode opératoire pour la détermination de la propreté superficielle des granulatsd'origine naturelle ou artificielle, dont D est supérieur à 2 mm.La propreté superficielle est définie comme étant le pourcentage pondéral de particules inférieures à0,5 mm ( ou 1,6 mm pour les ballasts ) mélangées ou adhérentes à la surface des granulats dont D>2 mm.Ces particules sont séparées par lavage sur le tamis correspondant.2. PRINCIPE DE L'ESSAI2.1. Appareillage# tamis de 0,5 mm ou 1,6 mm,# balance,# étuve réglée à 105 °C2.2. Exécution de l'essai# la masse M de l'échantillon doit être telle que : M>0,2D. ( avec M en kg et D en mm )# préparer 2 échantillons:

* l'un de masse M1h pour déterminer la masse sèche de l'échantillon* l'autre de masse Mh pour déterminer la masse sèche des éléments inférieures à 0,5 mm ( ou 1,6mm )2.2.1. Détermination de la masse sèche de l'échantillon# sécher l'échantillon M1h à l'étuve à 105 °C.Soit M1s sa masse sèche.# la masse sèche Ms de l'échantillon soumis à l'essai de propreté est:M1sMs = ------ * MhM1h

2.2.2. Détermination de la masse sèche des éléments inférieurs à 0,5 mm ou 1,6 mm# effectuer l'essai sur le matériau à la teneur en eau à laquelle il se trouve.# tamiser sous eau l'échantillon Mh sur le tamis de 0,5 mm ou 1,6 mm.# récupérer le refus et le sécher à l'étuve. Soit m' sa masse sèche.# la masse sèche des éléments inférieurs à 0,5 mm ou 1,6 mm est égale à:m = Ms - m'# la propreté superficielle est donnée par :


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mP = ----- * 100Ms3. INTERPRETATION DES RESULTATSVoir norme XP P 18-540 et cours “ LES GRANULATS page 27 ”

NORMES A CONSULTER :P 18 - 540 : Granulats - Définitions, Conformité, Spécifications.P 18 - 591 : Granulats - Détermination de la propreté superficielleEQUIVALENT DE SABLE A 10% DE FINES1. GENERALITESL'essai d' EQUIVALENT DE SABLE A 10 % DE FINES permet de mesurer la propreté d'un sable sur

la fraction passant au tamis de 2 mm, et dont la proportion des éléments fins passant au tamis de0.08 mm a été ramenée à 10 % à l'aide d'un sable correcteur si nécessaire, et d'en déterminer l'importance par une valeur numérique exprimant le rapport volumétrique entre les éléments sableuxqui sédimentent et les élément fins qui floculent.2. MATERIEL UTILISE# Tamis de 0.08 et 2 mm d'ouverture de mailles avec fond,# Autre matériel identique à celui de l'EQUIVALENT DE SABLE.3. PREPARATION DES ECHANTILLONSSi l'échantillon pour laboratoire n'est pas humide, il faut l'humidifier afin d'éviter les pertes de fines.

Tamiser le sable sur le tamis de 2 mm, laver le refus en utilisant le moins d'eau possible.Sécher le passant 0 / 2 mm obtenu sans atteindre l'état sec. La masse de l'échantillon doit être de1,500 kg environ. Préparer quatre échantillons :# Un pour déterminer rapidement la teneur en eau * de l'échantillon,# Un pour la préparation du sable correcteur et la détermination de la teneur en fines,# Deux pour la préparation des échantillons pour essai.4. PREPARATION DU SABLE CORRECTEUR# Tamiser sous eau le deuxième échantillon de masse Mh2 sur le tamis de 0.08 mm.# Sécher et peser le refus et déterminer la teneur en fines f du sable; Ce refus de masse ms servira


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de sable correcteur.ms ( 100 + * )f = 100 - -------------------Mh2

La masse msc en grammes de sable correcteur ( refus sec à 0.08 mm ) à ajouter pour la préparationd'un échantillon pour essai est :1200msc = 120 - --------f # Si f est inférieur à 11 %, pas de correction : la masse de chaque échantillon en grammes est :120 * ( 1 + * )# Si f est supérieur à 11 % , prendre une masse en grammes égale à :1200msc + --------- * ( 1 + * )f 5. MODE OPERATOIRE# Siphonner la solution lavante jusqu'au repère inférieur,# Verser soigneusement à l'aide de l'entonnoir la quantité de sable voulue, correspondant à 120 g desable sec,# Frapper fortement la base de l'éprouvette sur la paume de la main pour éliminer les bulles d'air,# Laisser reposer 10 mn,# A la fin de cette période de dix minutes, boucher l'éprouvette puis la fixer sur la machine d'agitation.Faire subir à l'éprouvette 90 cycles en 30 secondes.# Remettre l'éprouvette sur le plan de travail et laver le sable. Pour cela, descendre le tube laveur

dans la masse du sable et faire remonter les particules fines.# Sortir le tube laveur lorsque le niveau atteint le trait supérieur,# Laisser reposer 20 mm en évitant toute vibration,# Au bout des 20 minutes, mesurer à l'aide du réglet la hauteur h1 du niveau supérieur du floculat aufond de l'éprouvette,# Descendre doucement le piston taré dans le liquide à travers le floculat jusqu'à ce qu'il repose sur le sable. # Bloquer le manchon coulissant .Mesurer h2 entre la face supérieure du manchon et la faceinférieure de la tête du piston,# Arrondir ces hauteurs au millimètre le plus proche.

# Noter la température.6. EXPRESSION DES RESULTATSLa propreté du sable est donnée par la formule :h2PS = 100 * ------h1Ces résultats sont calculés avec une décimale.La détermination se faisant sur 2 essais, on retient la moyenne arithmétique arrondie à l'entier le plusproche.


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7. INTERPRETATION DES RESULTATSVoir norme XP P 18-540 et cours “ LES GRANULATS page 27 ”

NORMES A CONSULTER :P 18 - 540 : Granulats - Définitions, Conformité, Spécifications.P 18 - 597 : Granulats - Détermination de la propreté des sables : Equivalent de sable à 10 % definesESSAI AU BLEU DE METHYLENE

1. DEFINITIONIl s'agit de mesurer la capacité des éléments fins d'un sable à adsorber du bleu de méthylène.Les argiles contenues dans un sable ont la propriété de fixer le bleu de méthylèneproportionnellement à leur surface spécifique.Il s’agit de déterminer la valeur de bleu de méthylène de la fraction 0/2 mm dans les sables et lestout-venant ( MB )2. APPAREILLAGE# Agitateur à ailettes, vitesse entre 400 et 800 tours / min.,# Burette de 50 ml graduée à 0,1 ml,

# Papier filtre sans cendre,# Baguette de verre,# Bêcher de 1,2 ou 3 litres,# Appareillage courant : balance à 0,1 g, chronomètre, spatule, pissette, tamis de 2 mm, etc...3. PRODUITS UTILISES# Solution de bleu de méthylène à 1 % soit 10 g / litre,# (Eventuellement ) Kaolinite séchée à 105 °C, de valeur de bleu MBK connue4. PREPARATION DES PRISES D’ESSAI# Les échantillons doivent être, si nécessaire, réduits pour obtenir un échantillon contenant au moins


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200 g de la fraction 0/2 mm,# Sécher l’échantillon de laboratoire jusqu’à masse constante et laisser refroidir,# Passer l’échantillon de laboratoire séché au tamis de 2 mm, utiliser un pinceau pour bien récupérer toutes les particules de la fraction 0/2 mm,# Peser la prise d’essai, qui doit dépasser 200 g, et noter sa masse M1, au gramme près,

5. MODE OPERATOIRE# Mettre 500 ml d'eau distillée dans le bécher, et ajouter la prise d’essai séchée en remuant bienavec la spatule,# Agiter la solution de colorant et remplir la burette,# Régler l'agitateur sur la vitesse de 600 tours/min. et positionner les ailettes à environ 10 mm dufond du bécher.# Mettre en marche l’agitateur et déclencher le chronomètre. Agiter le contenu du bécher pendant 5min.à 600 tours/min., puis 400 tours/min. pendant toute la durée de l'essai,# A l'aide de la burette, introduire 5 ml de solution colorée. Agiter à 400 tours/min. pendant au moins1 min. et effectuer le test à la tache,# Prélever une goutte de suspension à l'aide de la baguette de verre et la déposer sur le papier filtre,préalablement posé sur le dessus d’un bécher ou autre support, de façon à ce que la plus grandepartie de la surface ne soit pas en contact evec du solide ou du liquide,# Le test à la tache est négatif tant que celle-çi est de couleur uniforme. Il est positif lorsque apparaîtune auréole bleu-clair autour de la partie sombre,# Dés que le test est positif, effectuer des tests toutes les minutes sans ajouter de solution,# Si l'auréole disparaît avant la cinquième minute, on rajoute 2 ml de solution et on effectue les teststoute les minutes, jusqu'à ce que le test demeure positif pendant 5 minutes consécutives,# Noter le volume total de solution de colorant, V1, ajouté pour obtenir cette auréole.

6. EXPRESSION DES RESULTATSLa valeur de bleu des fines MB exprimée en grammes de colorant par kg de fraction 0/2 mm est :

V1 : volume total de solution colorée injectée en millilitresM1 : masse de la prise d’essai, en grammesNoter la valeur MB à 0,1 g près de colorant par kg de fraction 0/2 mm7. VALEUR DE BLEU SUR LA FRACTION 0/0,125 mmIl est parfois demandé de déterminer la valeur de bleu de méthylène sur la fraction 0/0,125 mm.Le mode opératoir est identique, il suffit de tamiser le sable ou la grave sur un tamis de 0,125 mm.

La prise d’essai de masse M1 doit être de 30 gLa valeur de bleu de méthylène MBF en grammes de colorant par kg de la fraction 0/0,125 mm est:

V1 : volume total de solution colorée injectée en millilitresM1 : masse de la prise d’essai, en grammesNoter la valeur MBF à 0,1 g près de colorant par kg de fraction 0/0,125 mm

8. INTERPRETATION DES RESULTATSVoir norme XP P 18-540 et cours “ LES GRANULATS page 27 ”


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NORMES A CONSULTER :P 18 - 540 : Granulats - Définitions, Conformité, Spécifications.EN 933-9 : Qualification des fines - Essai au bleu de méthylène.COEFFICIENT D'APLATISSEMENT1. DEFINITIONSIl s'agit de déterminer le coefficient d'aplatissement d'un échantillon de granulats d'origine naturelleou artificielle dont les dimensions sont comprises entre 4 et 50 mm.La forme d'un élément est définie par 3 dimensions principales:* Longueur L : le plus grand écartement d'un couple de plans tangents parallèles.

* Epaisseur E : le plus petit écartement d'un couple de plans tangents parallèles.* Grosseur G : dimension de la maille carrée minimale à travers laquelle passe l'élément.Le coefficient d'aplatissement A est le pourcentage des éléments tels que :G-- > 1,58E2. PRINCIPE DE L'ESSAIL'essai consiste à effectuer un double tamisage:# Tamisage sur tamis à mailles carrées, pour classer l'échantillon étudié en différentes classes d/D (

avec D = 1,25 d ), suivant leur grosseur G.# Puis tamisage des différentes classes granulaires d/D, sur des grilles à fentes parallèlesd'écartement d/1,58.2.1. Appareillage# Pour le premier tamisage, on utilise les tamis à maille carrée d'ouverture :50 - 40 - 31,5 - 25 - 20 - 16 - 12,5 - 10 - 8 - 6,3 - 5 - 4 mm# Pour la détermination du coefficient d'aplatissement de chaque classe granulaire, on utilise unesérie de grilles dont les espacement intérieurs des barres sont respectivement de :31,5 - 25 - 20 - 16 -12,5 - 10 - 8 - 6,3 - 5 - 4 - 3,15 - 2,5 mm


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2.2. Exécution de l'essai# Effectuer le tamisage de l'échantillon par voie sèche, recueillir et peser chaque fraction d/D.# Ensuite tamiser manuellement chaque classe granulaire obtenue sur une grille dont l'écartement Eentre les barres est défini par un tableau de correspondance ( voir feuille de résultats )# Peser les passants et reporter les résultats sur la feuille d'essai.3. INTERPRETATION DES RESULTATSVoir norme XP P 18-540 et cours “ LES GRANULATS page 27 ”

NORMES A CONSULTER :P 18 - 540 : Granulats - Définitions - conformité - spécifications.P 18 - 560 : Granulats - Analyse granulométrique par tamisage

P 18 - 561 : Granulats - Mesure du coefficient d'aplatissementCOEFFICIENT D'ABSORPTION DES GRANULATS1. DEFINITIONSIl s'agit de déterminer le coefficient d'absorption d'eau des granulats d'origine naturelle ou artificielleutilisés dans les domaines du bâtiment et du génie civil.La quantité d'eau pouvant être absorbée par les granulats pendant le malaxage peut conduire à uneperte de maniabilité, voir à un manque d'hydratation des liants. Il faudra donc, si les granulats sontporeux, effectuer les corrections sur le dosage en eau.Le coefficient d'absorption d'eau est défini comme le rapport de l'augmentation de masse de


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l'échantillon entrainée par une imbibition partielle en eau, à la masse sèche de l'échantillon.Cette imbibition partielle est obtenue par immersion de l'échantillon dans l'eau pendant 24 heures à20°C à la pression atmosphérique.2. COEFFICIENT D'ABSORPTION D'EAU DES GRAVILLONS2.1. Exécution de l'essai# La masse de l'échantillon à sa teneur en eau en l'état doit être telle queM > 0,2 D# Laver l'échantillon sur le tamis de 4 mm. Sécher le refus à l'étuve, le laisser refroidir et le peser: soitMs sa masse.# Immerger l'échantillon dans l'eau pendant 24 h à 20°C à la pression atmosphérique.# Peser ensuite l'échantillon après l'avoir épongé soigneusement avec un chiffon absorbant, les grosélements étant essuyés individuellement. Soit Ma sa masse.2.2. Expression des résultats# Le coefficient d'absorption d'eau en % du gravillon est:

3. COEFFICIENT D'ABSORPTION D'EAU DES SABLES3.1. Exécution de l'essai# La masse de l'échantillon à sa teneur en eau en l'état doit être telle que500 g < M < 1000 g# Sécher l'échantillon à l'étuve, le laisser refroidir et le peser: soit Ms sa masse.# Immerger l'échantillon dans l'eau pendant 24 h à 20°C à la pression atmosphérique, en utilisant leminimum d'eau.# Etaler l'échantillon sur une surface plane, non absorbante, ceci pour éliminer l'eau excédentaire.Exposer le sable à un flux d'air chaud en le remuant pour assurer un séchage uniforme et en veillantà ne perdre aucun élément du sable.

# Continuer l'opération jusqu'à ce que l'échantillon approche de l'état "d'écoulement libre" (grainslibres de toute attraction capillaire).# Placer alors une partie de l'échantillon de sable, sans le tasser, dans le moule tenu fermementposé sur une surface lisse non absorbante, la section de grand diamètre en bas. Le remplir jusqu'enhaut.# Damer légèrement la surface 25 fois et retirer le moule verticalement. Si l'humidité de surfacedemeure, l'échantillon garde la forme du moule.# Continuer alors à sécher la totalité de l'échantillon en le remuant constamment et en faisant desessais à intervalles réguliers, jusqu'à ce que l'échantillon damé s'affaisse au moment du démoulage.

On a alors atteint l'état imbibé surface sèche.# Peser la totalité de l'échantillon. Soit Ma sa masse.3.2. Expression des résultats# Le coefficient d'absorption d'eau en % du sable est:

4. DETERMINATION DE LA MASSE DANS L'EAU DE L'ECHANTILLON IMBIBE4.1. Exécution de l'essai# Immédiatement après la pesée, introduire la totalité de l'échantillon imbibé dans le pycnomètre oule flacon, et remplir avec de l'eau à 20°C jusqu'à environ 90% de la capacité du flacon.


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# Remuer et agiter le pycnomètre pour éliminer les bulles d'air.# Compléter la quantité d'eau jusqu'au repère de contenance choisi. Peser l'ensemble : pycnomètre+ échantillon + eau, soit M'1 cette masse.# Retirer l'échantillon du pycnomètre, le rincer et le peser rempli d'eau à 20°C jusqu'au repère decontenance choisi, soit M'2 cette masse.# La masse dans l'eau de l'échantillon imbibé est:

4.2. Expression des résultats# La masse volumique réelle en kg / dm3 est:# La masse volumique réelle imbibée en kg / dm3 est:

Re: cours labo GENERALITES ET ESSAIS GENERAUX par amineaou le Mar 24 Avr 2012 - 18:20

le lien de téléchargement svp

Re: cours labo GENERALITES ET ESSAIS GENERAUX par djamal le Mar 24 Avr 2012 - 22:15

vous les copier d ici ya pas un lien de téléchargementdes quelle jours ya de 9salam

djamal

Sexe:

amineaou

Spécialité: CTBSexe: Promo.: technicien

djamal

Sexe:


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