granulats (1ère partie)
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Cours sur les GranulatsTRANSCRIPT
Couche de roulement Couche de base
Granulats pour ballaste des voies ferrées
I-‐ Défini;on:
on appelle granulats un ensemble de grains minéraux, de dimension comprise entre 0 et 125 mm de provenance naturelle ou artificielle , destinés à la confection: - de mortiers et bétons - des différentes couches de chaussée - des assises et des ballastes pour voies ferrées
II-‐Rôle des granulats Pour le béton:
-Ce sont des éléments constituants inertes, qui entrent dans la composition des bétons, en constituent leur squelette, leur confèrent leur compacité et représentent entre 70% et 85 % du poids total du béton. - Ils améliorent la résistance de la matrice, en s’opposant à la propagation des microfissures provoquées dans la pâte de ciment par le retrait. - La nature de ces liaisons qui se manifestent à l’interface granulat - pâte de ciment, conditionnent les résistances mécaniques des mortiers et bétons.
Pour les chaussées
Conférer à la chaussée la rigidité nécessaire pour encaisser l’effet des contraintes exercées par différents types d’engins cons;tuants le trafic rou;er.
III-‐Les dimensions nominales des granulats C’est la longueur du côté formé par les
trous des tamis. Ces dimensions nominales (d ou D, en mm) sont normalisées comme suit :
0,080; 0,100 ;0,125; 0,160; 0,200 ;0,250; 0,315; 0,400; 0,500 ;0,630 ;0,800 ;1,000; 1,250; 1,600; 2,000; 2,500; 3,150; 4,000; 5,000; 6,300; 8,000; 10,00; 12,50; 16,00; 20,00; 25,00; 31,50; 40,00; 50,00; 63,00; 80,00;
IV-‐Classes granulaires
Un granulat est caractérisé du point de vue granulaire, par sa classe d/D : - d : désigne la plus petite dimension - D : désigne la plus grande dimension des
grains (par exemple : 20/40 mm) ;
- Granulat élémentaire – est un granulat entièrement retenu sur le tamis D(i) ; et passant entièrement à travers le tamis D(i+1) ; où D(i) et D(i+1) sont dimensions nominales
consécutives ; - Granulat composé – est un mélange de deux ou plusieurs granulats élémentaires différents, tous les granulats commerciaux entrent dans la classe des granulats composés ;
V-‐ Types de granulats
Les granulats sont soit d’origine naturelle, soit ar*ficielle. -‐1) Granulats naturels: a-‐ Origine minéralogique b-‐Types de granulats naturels -‐2) Granulats ar;ficiels: a-‐ Mode d’obten;on b-‐Types de granulats ar;ficiels
-‐1)Granulats naturels:
D‘origine minéralogique: les granulats proviennent de roches sédimentaires, siliceuses ou calcaires, de roches métamorphiques telles que les quartz et quartzites ; ou des roches érup;ves telles que les basaltes, les granites ou les porphyres.
-‐ Les basaltes; roches érup;ves de très bonne qualité pour les bétons. -‐ Les calcaires; aTaquables par des acides, donnent des granulats facilement aTaquables en milieu agressif.
-‐Les granites; s’altèrent avec le temps, donnent de bons granulats.
-‐Les grès; peuvent être aisément réduits en poudre, ne sont pas bons pour les bétons ; donc, seuls les grès durs sont u;lisables ;
-‐ Les marbres; donnent de très bons granulats, mais ils sont trop chers.
-‐ Les quartz; donnent des granulats durs, peu déformables.
-‐ Les porphyres; fournissent un matériau dur, surtout sous la forme de gravier, très bons pour le béton.
-‐ Les marbres; donnent de très bons granulats, mais ils sont trop chers.
-‐ Les quartz; donnent des granulats durs, peu déformables.
-‐ Les porphyres; fournissent un matériau dur, surtout sous la forme de gravier, très bons pour le béton.
Aspect des granulats naturels on classe les granulats naturels en deux catégories * les granulats alluvionnaires ; * les granulats concassées ;
* les granulats alluvionnaires
* les granulats concassées
1-‐Provenance des granulats naturels
Ø les carrières de roches meubles exploitent les gisements de sables et graviers déposés le plus souvent dans l’ancien lit d’une rivière
Ø les carrières de roches massives exploitent des roches « dures » (éruptives, métamorphiques ou calcaires).
Ø Les granulats proviennent aussi, dans une moindre mesure d’extractions marines.
2-‐Provenance des granulats ar;ficiels
Ils proviennent de produits obtenus par cuisson suivie
éventuellement par le concassage. Parmi ce type de granulats on peut trouver les suivantes: -‐Le lai*er; un coproduit de la métallurgie contenant
des oxydes métalliques, qui sont formés en cours de fusion ou d'élabora;on de métaux par voie liquide. -‐Les cendres volantes; proviennent de chaudières industrielles à charbon.
-‐Les briquaillons; obtenus par le concassage de terre cuite telle que des vieilles briques provenant des démoli;ons.
-‐Les granulats lourds; élaborés industriellement pour répondre à certains emplois. Des granulats très durs sont u;lisés pour renforcer la résistance des dallages industriels. Ex: la bary;ne, la magné;te…etc.
-‐Les granulats allégés; présentent des caractéris;ques de résistance, d’isola;on et de poids très intéressantes; donnent des bétons très légers. Exemple: l’argile et le schiste.
-‐Les granulats très légers; ils sont d’origine végétale et organique (la pierre ponce, liège, etc.), aussi bien que minérale (bois, polystyrène); u;lisés pour isola;on et comme éléments de remplissage.
Vi-‐ les essais surs les granulats
Les normes rela;ves aux essais sur les granulats diffèrent selon qu’il s’agit d’un chan;er rou;er ou d’un chan;er de construc;on.
1-‐Essais sur les granulats pour chaussée
-‐ Essai Los Angeles ( Norme NF EN 1097-‐2) -‐ Essai Micro Deval ( Norme NF EN 1097-‐1) -‐ Détermina?on du coefficient de polissage accéléré ( Norme NF EN 1097-‐8)
-‐ Détermina?on de la résistance au gel/dégel (Norme NF EN 1367-‐1)
2-‐Essais sur les granulats pour béton
v Caractéris*ques géométriques des granulats -‐Détermina?on de la granularité (Norme NF EN 933-‐1/A1) -‐ Détermina?on de la forme des granulats (Norme NF EN 933-‐3/A1) -‐ Détermina?on de la teneur en éléments coquilliers (Norme NF EN 933-‐7) -‐ Évalua?on des fines (Équivalent de sable -‐ Norme NF EN 933-‐8) -‐ Évalua?on des fines -‐ Essai au bleu de méthylène (Norme NF EN 933-‐9)
Essais sur les granulats pour béton(suite)
v Propriétés mécaniques et physiques des granulats -‐ Essai Los Angeles (Norme NF EN 1097-‐2) -‐ Détermina?on de la masse volumique réelle et du coefficient d'absorp?on d'eau ( Norme NF EN 1097-‐6)
v Propriétés thermiques et d'altérabilité des granulats -‐ Détermina?on de résistance au gel/dégel ( Norme NF EN 1367-‐1)
Essais sur les granulats pour béton(suite)
v Propriétés chimiques des granulats -‐ Détermina?on des chlorures solubles dans l'eau (Norme NF EN 1744-‐1) -‐ Détermina?on de la teneur en soufre totale Norme (NF EN 1744-‐1) -‐ Détermina?on de la teneur en sulfates solubles dans l'acide Norme ( NF EN 1744-‐1) -‐ Détermina?on des composés organiques affectant la prise et le durcissement du ciment (détermina?on de la teneur humique) (Norme NF EN 1744-‐1)
VII-‐ caractéris;ques géométriques des granulats
1/-‐Granulométrie L’analyse de granulométrie consiste à tamiser le granulat sur une série de tamis à maille carrée, de dimensions d’ouvertures décroissantes , à peser les refus cumulés sur chaque tamis, à en déduire le pourcentage des passants appelés aussi tamisas . Les ouvertures carrées des tamis sont normalisées de 0,08 à 80 mm. La courbe tracée en reportant les mailles des tamis u;lisés sur les abscisses et les tamisas en % sur les ordonnées, s’appelle courbe granulométrique.
Disposi;f de l’éssai
La forme de la courbe granulométrique renseigne immédiatement sur le type du granulat, comme suit :
Sable à majorité de grain fins
Sable normal
Sable plutôt grossier
Gravier 30/10
Gravier 5/30.5 discon;nu
discon;nuité
2/-‐Module de finesse:
Norme Française [NFP 18-‐540] Le module de finesse est égal au 1/100e de la somme des refus cumulés exprimée en pourcentages sur les tamis de la série suivante :
0,16 -‐ 0,315 -‐ 0,63 -‐ 1,25 -‐ 2,5 -‐ 5 mm. Mf = ∑des refus cumulés en % des tamis{0.16-‐0.315-‐0.63-‐1.25-‐2.5-‐5}
• Norme Européenne [EN 12620] Le module de finesse est égal au 1/100e de la somme des refus cumulés exprimée en pourcentages qi sur les tamis de la série suivante :
0,125 -‐ 0,25 -‐ 0,50 -‐ 1 -‐ 2 – 4 mm.
Mf = ∑des refus cumulés en % des tamis{0.125-‐0.25-‐0.50-‐1-‐2-‐4}
Lorsque Mf est compris entre : • 1.8 et 2.2 : le sable est à majorité de grains fins,
• 2.2 et 2.8 : on est en présence d’un sable préféren;el,
• 2.8 et 3.3 : le sable est un peu grossier. Il donnera
des bétons résistants mais moins maniables