Cours Labo Generalites Et Essais Generaux

7/29/2019 Cours Labo Generalites Et Essais Generaux

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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 s

S O M M A I R E

G E N E R A L

Laboratoire

GENIE

CIVIL

GENERALITES, ESSAIS GENERAUX :...

LES GRANULATS :..

LES CIMENTS :.....

LES BETONS :..

LES ACIERS :....

LES SOLS :....

PROGRAMME ET REGLEMENTD'EXAMEN ( PREUVE A5 ) :....

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Pages 25 46

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Pages

Pages 95 130

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Fascicule de cours ralis par Alain BRETTE

pour les classes de Techniciens Suprieurs

TRAVAUX PUBLICS

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B.T.S. TRAVAUX PUBLICS


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GENERALITES

ESSAIS GENERAUX

PARTIE01

SOMMAIRE

Laboratoire

GENIE

CIVIL

LABORATOIRE GENIE CIVIL :..

PRELEVEMENT D'ECHANTILLONS :..

TENEUR EN EAU :

MASSES VOLUMIQUES :...

FOISONNEMENT DU SABLE :..

COMPOSITION GRANULAIRE :....

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L A B O R A T O I R E G N I E C I V I L1. GNRALITS

Le laboratoire gnie civil est le lieu ou l'on exprimente:

les granulats

les sols

les btons

etc.

Il s'agit de vrifier la crdibilit des matriaux utiliss en gnie civil au moyen d'essaisprcis et normaliss.

L'importance du laboratoire conditionne les essais qui peuvent tre raliss.

Dans le cadre de l'enseignement en T.S. TRAVAUX PUBLICS, le rfrentiel prvoit un

certain nombre de manipulations dcrire ou raliser. On se limitera donc, compte tenudes temps allous pour cet enseignement, aux connaissances demandes.

2. LA NORMALISATION

" La norme est un instrument utilis pour concevoir et conduire une stratgie dedveloppement et d'industrialisation de produits "

Elle permet aussi de rguler le march.

Elle est le rsultat d'une laboration consensuelle et d'une rflexion approfondie d'experts.

Il existe plusieurs sortes de normes: les normes ISO labores par l'Organisation Internationale de Normalisation.

les normes CEN labores par le Comit Europen de Normalisation.

les normes NF labores par l'Association Franaise de Normalisation.

3. LES NORMES NF

Les normes NF sont classes par ordre alphanumrique suivant un indice de classement.

Exemple : P 18-598

Les normes utilises pour le laboratoire ont un indice de classement de classeA : Mtallurgie

P : Btiment et gnie civil

X : Normes fondamentales - Normes gnrales

Pour les sous-classes et les repres, il faut se reporter aux listes et cours.

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COMMENTIDENTIFIERUNENORME

Un catalogue est dit chaque anne par l'AFNOR ( Association Franaise deNORmalisation ). Pour savoir si une norme est toujours valable, il suffit de vrifier dans cecatalogue que l'indice et la date qu'elle porte correspondent exactement.

Titre

Selon le cas :* norme franaisehomologue ISSN 0335-3931

Indicealphanumrique etdate de rfrence

* norme franaiseenregistre

* extrait de norme

normalisationfranaise

P 18-598

Octobre 1991

*NF : normefranaise ( saufpour les normesexprimentales etfascicules dedocumentation)

* fascicule de docu-mentation

* norme

exprimentale

Granulats

Equivalent de sable

E : Aggregates - Sand equivalentD : Granulate - Sandggleichwert

* Lettre majuscule :indice de la classe

* 2 groupes de

chiffres :

Traduction enanglais et enallemand du titrede la norme

Norme exprimentale publie par l'afnor en octobre 1991

Les observations relatives la prsente norme exprimentale doivent treadresses l'afnor avant le 31 octobbre 1993

Remplace la norme homologue de mme indice, de novembre 1979

1er groupe : indicede la sous-classe

correspondance A la date de publication de la prsente norme, il n'existe pas de norme euro -penne ou internationale sur le sujet

2me groupe :numro d'ordre

Date de l'arrtd'homologationDate de mise enapplication ou date

de la dcisiond'enregistrement

analyse Dans la srie des normes P 18 ... qui concerne les granulats, la prsente normedfinit une mthode d'valuation de la propret des fines d'un sable

descripteur Thsaurus International Technique : granulat, sable, propret, fine.

* Mois et anne depublication

Les normesfranaises sontdites dans leformat 21 x 29,7.

modifications D'ordre rdactionnel et de prsentation

corrections

Des normes ayantle mme indicemais des dates derfrencesdiffrentes sontdiffrentes

dite et diffuse par l'association franaise de normalisation (afnor), tour europe cdex 7 92049 parisla dfense - tl.: (1) 42 91 55 55

La dernire en dateest seule valable

organisme diteur afnor 1991 afnor 1991 1ertirage 91-10

Numro et date du tirage

Des normes ayant le mme indice, la mmedate de rfrence, mais des numros detirage diffrents ne peuvent prsenter quedes diffrences de pure forme

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4. LES ESSAIS DE LABORATOIRE

Chaque manipulation fera l'objet:

d'une description de situation: chantier contrler, lieu de prlvement desmatriaux, etc.

du choix et de la justification de l'essai ou des essais effectuer.

de la recherche de mesures, de quantits, de valeurs.

de l'exploitation des rsultats obtenus

de l'argumentation

5. UNITS UTILISES ET TABLES DE CONVERSION

Ce sont les units lgales du Systme International, et leurs multiples lgaux : dca, hecto,kilo, Mga.

5.1. Units fondamentalesLONGUEUR Le mtre m

MASSE Le kilogramme kg

TEMPS La seconde s

5.2. Units drives

SURFACE Le mtre carr m2

VOLUME Le mtre cube m3

MASSE VOLUMIQUE Le kilogramme par mtre cube kg/m3

VITESSE, PERMEABILITE Le mtre par seconde m/s

DEBIT Le mtre cube par seconde m3/s

FORCE, POIDS Le newton N

POIDS VOLUMIQUE Le newton par mtre cube N/m3

PRESSION, CONTRAINTE Le pascal Pa 1 Pa = 1 N/m2

VISCOSITE Le pascal-seconde Pa * s

Dans la plupart des cas, on prend l'acclration de la pesanteur g = 10 m/s2, au lieu de9,81 m/s2.

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5.3. Tableaux de conversion :

5.3.1. longueurs:

kilomtre (Km) mtre (m) millimtre(mm)

micron (m)103 1 10-3 10-6

5.3.2. surfaces:

Km2 m2 cm2 mm2

106 1 10-4 10-6

5.3.3. volumes:

m3 dm3 litre ( l ) cm3 millilitre (ml)

1 10-3 10-3 10-6 10-6

5.3.4. masses:

tonne ( t ) kilogramme(kg)

gramme (g) milligramme(mg)

103 1 10-3 10-6

5.3.5. contraintes:

mgapascal(Mpa) MN/m

2 pascal (Pa)N / m

2

106 106 1 1

5.3.6. forces:

valeur de

exprime en

Newton Dcanewton KilonewtonKilogramme

force Tonne force

Newton

Dcanewton

Kilonewton

Kilogramme force

Tonne force

1

10

103

9,81

9,81*103

10-1

1

102

9,81*10-1

9,81*102

10-3

10-2

1

9,81*10-3

9,81

1,02*10-1

1,02

1,02*102

1

103

1,02*10-4

1,02*10-3

1,02*10-1

10-3

1

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P R L V E M E N T D ' C H A N T I L L O N S1. RGLES FONDAMENTALES

Les essais effectus en laboratoire se font sur des quantits rduites de matriaux que l'onappelle "ECHANTILLONS".

L'chantillon doit tre reprsentatif de l'ensemble du matriau dans lequel on fait leprlvement.

On prlvera toujours une quantit de matriau nettement plus grande que celle ncessairepour l'essai proprement dit.

Les rsultats obtenus doivent correspondre aux caractristiques de l'ensemble du matriau.

2. DIVERS MODES DE PRLVEMENT

2.1. Sols naturels et matriaux d'apport :Pour que le prlvement soit reprsentatif, il faut qu'il corresponde ce que l'ontrouvera dans le godet de la machine d'extraction ou sous les roues ou jantes desengins de compactage.

Selon la nature de cette machine, il y aura lieu de procder de faon approprie.

EXEMPLES :

Pour une pelle en butte, il faudramlanger les matriaux que l'on feratomber d'une saigne sur toute lahauteur du front de taille.

Pour un scraper, il faudraindiquer les coucheshorizontales successivesde nature diffrentes.

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2.2. Produits manufacturs : ( Granulats, enrobs, liants, etc.)

Il faut s'assurer de l'homognit des matriaux.

Le prlvement devra tre excut avec des instruments et dans des rcipientsparfaitement propres et exempts de tous produits ptroliers, de terre ou de tout autreliant hydraulique ou bitumineux.

2.2.1. Granulats :Prendre, de prfrence :

* une partie en bas du tas,

* une partie en haut du tas,

* 3 parties l'intrieur du tas l'aide d'un tube de prlvement (cas du sable),

* ou 2 parties mi - hauteur ( cas du gravillon ou du sol stock ).

2.2.2. Liants hydrauliques :

Un sac, ou 3 prises de 10 kg pour une livraison en vrac.2.2.3. Matriaux enrobs :

Eviter la sgrgation en prlevant quelques pelletes intervalles rguliers dequelques minutes.

Procder ensuite par quartage sur une tle propre.

2.2.4. Liants bitumineux :

Ne pas prlever en surface ou on rencontre des produits plus lgers etventuellement de l'eau.

Prlever par exemple la vanne pendant que le liant est en cours de brassage dansson rservoir de chauffage.

3. QUANTITS APPROXIMATIVES A PRLEVER

Elles sont fonctions de l'tude demande :

# SOL :

* pour identification :............................................. 10 kg

* pour tude plus complte ( Proctor, CBR, etc..): 25 50 kg

# GRANULATS : par coupure granulomtrique :............ 20 25 kg

# LIANTS HYDRAULIQUES, FILLERS :........................ 2 3 kg

# MATERIAUX ENROBES :............................................ 2 kg

# LIANTS BITUMINEUX :............................................... 1 kg

# EMULSIONS DE BITUME :......................................... 1 l

4. ECHANTILLONNAGE EN LABORATOIRE

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4.1. Prparation de l'chantillon :

Les granulats et les sols devront tre schs une temprature peu leve pour ne pasmodifier la nature du matriau. Le mieux est le schage l'air libre.

Un chantillon trop sec devra tre humect pour ne pas perdre les lments fins.

Il faudra aussi briser les mottes, sans briser les lments qui les composent.

4.2. Mthode de quartage :# Pour prlever10 kgd'chantillon, il est indispensable de manipuler au moins 80 100kgafin d'arriver une moyenne bien reprsentative.

# Les matriaux extraits du tas ou du front de taille, etc... sont placs sur une aire propreet homogniss la pelle.

# Le tas est finement rpandu en forme de galette circulaire de laquelle on extrait unquart.

# Ce quart est nouveau brass de la mme faon et tal en galette circulaire delaquelle on prlve un quart.

# Finalement, on arrive la quantit fixe plus haut pour l'envoi au laboratoire, et on estassur que cette quantit est reprsentative.

# On procde ensuite l'emballage.

4.3. Echantillonneurs :

Appareils sparant en 2 fractions gales le matriau tudier.

REMARQUE : Les 2 procds peuvent tre utiliss sparment ouconjointement en fonction des quantits sparer et de la grosseur des grains.

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5. EMBALLAGE ET REPRAGE

Les matriaux sont emballs d'une faon qui garantisse leur arrive au laboratoire : sactanche, bidon plastique ou mtallique, containers, etc...

Les enrobs et les liants bitumineux sont placs dans des boites ou containers

hermtiques.Les chantillons de chaux et de ciment sont emballs dans des rcipients tanches remplispour ne pas laisser d'air l'intrieur.

NORMESCONSULTER :

P 18 - 551 : Granulats - Prlvement de matriaux sur stocksP 18 - 552 : Granulats - Prlvement de matriaux en cours d'coulementP 18 - 553 : Granulats - Prparation d'un chantillon pour essai

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T E N E U R E N E A U1. DEFINITION

La teneur en eau d'un granulat ou d'un sol est le pourcentage d'eau (en masse)par rapport au matriau sec :

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

Masse de matriau sec

2. PRINCIPE DE DTERMINATION

Il existe 2 possibilits :

# Scher compltement le granulat,

# Faire entrer l'eau qu'il contient dans une raction chimique.

2.1. Premire mthode :

# Peser l'chantillon humide : Mh

# Placer l'chantillon dans un rcipient mtallique ou en verre,

# Faire scher le matriau :

* A l'tuve 105 - 110 pendant 24 heures : grande prcision pour quantitsimportantes,

* Dans un four : plus rapide,

* Dans un four micro-ondes : trs rapide ( attention: pas de rcipient mtallique ),

* Sur une plaque chauffante ou un bec gaz,

* Flamber l'chantillon l'alcool ( peu prcis et dangereux ).

# Peser l'chantillon sec : Ms,

# Calculer la teneur en eau :

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

Ms

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2.2. Deuxime mthode :

On emploi du carbure de calcium qui ragit avec l'eau pour donner de l'actylne :

C2Ca + H2O C2H2 + CaOOn utilise un appareil tel que le " SPEEDY".

* Placer une quantit bien dtermine de matriau humide dans l'appareil,* Mettre 3 mesures de carbure de calcium dans le couvercle de l'appareil. Bienrefermer,

* Retourner l'appareil et l'agiter pour que le matriau humide et le carbure semlangent bien,

* Un manomtre command par la pression interne, gradu en pourcentages, donnedirectement la teneur en eau.

3. PRCAUTIONS A PRENDRE

La mesure d'une teneur en eau doit tre ralise avec soin.Il faut prendre une masse d'chantillon reprsentative de celui-i. Selon laquantit prleve, les mesures devront tre ralises avec une prcision plus oumoins grande ( balance au gramme, au dixime ou mme au centime )

Utiliser une mthode et un matriel compatibles avec la quantit de matriau etla prcision demandes.

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M A S S E S V O L U M I Q U E S1. DEFINITIONS

La masse volumique d'un corps est la masse de l'unit de volume de cecorps

Comme il existe le volume apparent et le volume absolu ( ou rel ), ondistinguera :

# la MASSE VOLUMIQUE APPARENTE( MVA ): C'est le quotientde la masse sche de l'chantillon par le volume occup par lamatire solide du corps et les vides contenus dans les grains( volume apparent ).

# la MASSE VOLUMIQUE ABSOLUEou REELLE( MVR ): C'est lequotient de la masse sche de l'chantillon par le volume de samatire (volume absolu, tous vides dduits ou volume rel ).

Les masses volumiques s'expriment en fonction des units courantes desmasses et des volumes :

t/m3, kg/dm3, g/cm3 par exemples

Il ne faut pas confondre MASSE VOLUMIQUEet DENSITE: Une densit est le

quotient entre la masse d'un certain volume d'un matriau et la masse du mmevolume d'eau 4 C , c'est - - dire une grandeur sans unit.

2. MASSE VOLUMIQUE APPARENTE

2.1. Principe gnral :

Il s'agit de remplir une mesure de 1 dm3 ou plus ( 2 dm3, 5 dm3 ) avec lematriau et de dterminer la masse du contenu.

Le tassement, donc le mode de remplissage de la mesure, a une influencetrs importante sur les rsultats. Il faudra raliser les essais avec du matrielaussi simple que possible, et trs soigneusement.

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2.2. Matriaux courants : ( sable, gravillon, sol )

# Prendre le matriau dans les 2 mains formant entonnoir,

# Placer les 2 mains 10 cm environ au-dessus de la mesure et laisser tomberle matriau ni trop vite, ni trop lentement,

# Verser ainsi le matriau au centre de la mesure jusqu' ce qu'il dborde

autour en formant un cne,

# Araser la rgle,

# Peser le contenu.

2.3. Cas des liants hydrauliques et des fillers :

On utilise gnralement un entonnoir port par un trpied et muni d'une passoire etd'un opercule mobile.

# Placer l'entonnoir au-dessus du centre de la mesure. Fermer l'opercule,

# Verser une petite quantit ( 200 g environ ) de matriau fin sur la passoire etla faire descendre dans l'entonnoir l'aide d'une spatule,

# Ouvrir l'opercule : le matriau tombe,

# Refermer l'opercule et recommencer l'opration jusqu' ce que se produise ledbordement tout autour,

# Araser la rgle,

# Peser le contenu.

2.4. Rsultats :

# Les mthodes sont fidles si les processus sont respects.

# Il est recommand de faire 5 essais et de prendre la moyenne des rsultats.

# ATTENTION : Pour les sables, la masse volumique apparente varieconsidrablement en fonction de sa teneur en eau. Le sable " foisonne " et il esttrs important de dterminer l'importance de ce foisonnement.

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3. MASSE VOLUMIQUE ABSOLUE OU REELLE

3.1. Principe gnral :

Le volume absolu ou rel d'un corps est gnralement dtermin en mesurant levolume d'un liquide que dplace l'introduction de ce corps.

Le liquide employ est, aussi souvent que possible, l'eau, sauf pour les corpsragissant avec l'eau qui conduisent utiliser un autre liquide ( Benzne enprincipe).

De nombreuses mthodes permettent de dterminer les masses et volumes desmatriaux tudier. Il faudra les utiliser bon escient, en fonction de la prcisionvoulue, du matriel disponible et des matriaux.

3.2. Mthode de l'prouvette gradue :

# Mettre dans une prouvette gradue un volume d'eau V1,

# Peser une masse M du corps ( 200 400 g) et l'introduire dans l'prouvette.Bien liminer les bulles d'air,

# Lire le nouveau volume V2,

# Le volume absolu ou rel est : V = V2 - V1

# La masse volumique relle est :

MMVR = -----------

V2 - V1

AVANTAGES ET INCONVENIENTS :

* Mthode rapide, simple. Matriel simple.

* Prcision faible en raison de l'espacement des graduations sur l'prouvette,de la formation du mnisque, de l'eau qui adhre aux parois.

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3.3. Mthode du ballon :

La mthode est nettement plus prcise, mais plus dlicate raliser. On utilise :

* un rcipient en verre dont les bords sont bien rods,

* une plaque de verre pour recouvrir le goulot,

* une balance de prcision,# Peser le rcipent plein d'eau, recouvert de la plaque de verre soit M1,

# Peser un chantillon du corps tudi : M2,

# Introduire le corps dans le ballon vide, remplir nouveau d'eau, remettre laplaque de verre et peser : M3,

# La masse de l'eau chasse par le corps est :

M = M1 + M2 - M3

# La densit de l'eau tant gale 1 la temprature ambiante, la masse

volumique cherche est:

M2MVR = --------------------

M1 + M2 - M3

M1 M2 M3


* Bonne prcision,

* Ncessite beaucoup de soins : ne pas laisser de bulles, bien scher ballon etplaque.

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3.4. Mthode du volumnomtre " Le Chatelier " :

C'est un rcipent de 250 cm3 en principe comportant un col troit muni d'unrenflement de 20cm3environ.

Sous le renflement se trouve la graduation zro.

Au-dessus du renflement, d'autres graduations donnent le volume en 1/10 de cm3 partir du zro.

# Mettre l'eau jusqu' une graduation voisine de zro. NoterV1,

# Peser le tout : M1,

# Introduire le corps tudi jusqu' ce que le niveau du liquide soit dans lapartie utile de la graduation.

# Bien chasser les bulles d'air. NoterV2,

# Peser : M2,# La masse volumique absolue ou relle est :

M2 - M1MVR = ------------

V2 - V1

V1

V2

M1 M2


* Mthode prcise et fidle,

* Le volumnomtre est gradu 20 C et toute variation de tempraturefausse les rsultats (surtout avec le benzne ).

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3.5. Mthode du pycnomtre :

C'est un rcipient de 50 1000 cm3comportant un bouchon rod muni d'un tubetrs fin sur lequel est gradu un trait de repre

# Peser le pycnomtre vide : M1,

# Introduire une prise d'esssai l'intrieur du pycnomtre, puis peserl'ensemble avec le bouchon : M2,

# Le pycnomtre est ensuite rempli d'eau. Eliminer les bulles d'air et adapter lebouchon. Finir de remplir jusqu'au trait repre, vrifier que le niveau est stable,peser l'ensemble : M3,

# Vider le pycnomtre, bien le nettoyer et le remplir d'eau jusqu'au repre dubouchon. Peser aprs vrification du niveau : M4,

# La masse volumique relle du matriau est :

M2 - M1

MVR = MVRw-----------------------------M4 + M2 - M1 - M3

avec MVRw masse volumique de l'eau conventionnellement prise gale 1kg/dm3

M1 M2 M3 M4


Mthode trs prcise, mais l'influence des variations de temprature est trsgrande. Il faut donc raliser l'essai par temprature constante.

NORMESCONSULTER :P 18 - 554 : Granulats - Mesures des masses volumiques, de la porosit, ...P 18 - 555 : Granulats - Mesures des masses volumiques, coefficient d'absorption ...P 18 - 558 : Granulats - Dtermination de la masse volumique absolue des finesNF P 94 - 053 : Sols - Dtermination de la masse volumique des sols finsNF P 94 - 054 : Sols - Dtermination de la masse volumique des particules solides

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F O I S O N N E M E N T D U S A B L E1. DFINITION

C'est le phnomne de variation de la masse volumique apparente du sable enfonction de sa teneur en eau.


# Peser2000 gde sable sec ( = 0 % ). Dterminer la masse volumiqueapparente du matriau selon la mthode traditionnelle : MVA0,

# Ajouter 1 % d'eau soit 20 g aux 2000 g de sable. Bien mlanger etdterminer la nouvelle masse volumique apparente humide MVA1,

# Ajouter nouveau 1 % d'eau et dterminerMVA2,# Et ainsi de suite pour des valeurs croissantes de,

3. RSULTATS

Les rsultats obtenus sont ports sur un graphique.

* En abcisse : Teneur en eau.

* En ordonne : Masse volumique apparente humide.

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On remarque:

# Diminution rapide et importante de la masse volumique apparente:

20 25 % pour = 1 %,# Passage par un minimum trs net ( - 30 % environ ) pour unevaleur de comprise entre 3 % et 10 % selon les sables,# Remonte de la courbe, plus lentement, jusqu' la valeur

correspondant la saturation ( pour = 20 % en gnral ).On peut galement calculer la masse de sable sec contenu dans le sablehumidifi:

MsMh

1=

+

et en dduire la masse volumique apparente sche du sable pour chaqueteneur en eau.

Les rsultats obtenus sont alors ports sur un graphique.


* En ordonne : Masse volumique apparente sche.

4. FOISONNEMENT DU SABLE

Le foisonnement est laugmentation de volume correspondante unehumidit donne, par le rapport au volume occup par la mme quantit

de sable mais ltat sec.100

=

s

sh

V

VVf%

On trace ensuite la courbe de foisonnement du sable.


* En ordonne : Foisonnement.

5. IMPORTANCE DE LA VARIATION

Cette notion de foisonnement du sable est trs importante pour leschantiers.

Le sable livr est rarement sec, alors que le dosage donn pour lacomposition d'un bton prvoit toujours un sable sec.

Il faudra donc corriger ces quantits de sable pour obtenir un bton dequalit.

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C O M P O S I T I O N G R A N U L A I R E1. DFINITIONS

Il sagit de dterminer les proportions optimum dun mlange de plusieurs granulats, engnral un sable et un gravillon.

Un bon bton est un bton compact: il doit contenir le moins dair possible.

Le ciment et leau forment une pte liquide qui vient remplir les vides entre les granulats.

La quantit de ciment est dtermine par rapport la rsistance souhaite du bton.

Il faut une certaine quantit deau pour assurer lhydratation du ciment et sa prise.

Pour rduire la quantit dair du bton, il faut donc rduire les vides cres par les granulatseux-mmes.


2.1. Indice des vides: e

Cest le rapport entre le volume occup par les vides et le volume de la partie solide

des grains,Vtant le volume total occup par les granulats.

eVv

Vs=

avec Vv= volume des vides =V - VsVs = volume du solide

2.2. Compacit: Cest le rapport entre le volume occup par la partie solide des grains et le volumetotal des granulats.

e1

1

V

Vs

+

==

2.3. Etude thorique

On cherche obtenir lindice des vides minimum dans un mlange de 2 granulats(sable et gravillon).

Soit G = Volume absolu du gravillonS = Volume absolu du sable

2.3.1. Indice des vides du gravillon: eVv

GG

G=

2.3.2. Indice des vides du sable: eVv

SS

S=

2.3.3. Teneur en gros granulats du mlange: xG

G + S=

2.3.4. Teneur en granulats fins du mlange: y 1 x

S

S + G= =

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1

0

eG

0

1

eS

2.3.5. On part du gros granulat et on ajoute un peu de sable .

Le volume des vides du mlange sera: Vv e .G SG=

Lindice des vides du mlange sera:SG

S

SG

.Ge

SG

S.Ge

S+G

Vve

GG

+

+

=

+

==

e e .x (1 x)G=

1-y)-11).+e=eou1-1)x+ee GG (((=

e = 0 x' =1

e + 1G

2.3.6. On part du granulat fin de volume absolu So.

On remplace le volume S de sable par le mme volume de gravillon S = G.

On a toujours So = S + S = S + G

dou S = So - S

Le volume des vides du mlange sera: Vv e .So - e .S'S S=

Lindice des vides du mlange sera: ee .So - e .S'

S G

e - e G

S G

S S s s .

=

+

=

+

e e - e . xS S=

e e . 1- x)S= (

e = 0 x = 1

2.3.7. Tracer les deux courbes sur un mme graphique.

Courbe relle

Courbes thoriques

yS

S + G=

1

e + 1G

xG

G + S=

Ce sont des courbes thoriques, mais la ralit est lgrement diffrente car l'arrangement des

grains suit cette volution au voisinage des limites{G/(G+S)=0 ou 1}Deux phnommes viennent se superposer:

# Effet de paroi ou de coffrage ( arrangement plus lache e plus grand )

# Effet de desserrement ou d'interfrence. L'arrangement des petits grains dans les grosdsorganisent ceux-ci (e plus grand )

3. ETUDE PRATIQUE

3.1. Dtermination des masses volumiques absolues:# du sable : MVRS # du gravillon : MVRG

3.2. Dtermination des indices des vides:

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# du sable seul : eS # du gravillon seul : eG

3.3. Hypothses de travail:

# Soit S le volume absolu de sable utilis et G le volume absolu de gravillon utilis# On pose x = G / (G+S) le pourcentage de gros dans le mlange

x = 0 sable seul eSx = 1 gravillon seul eG

4. TRAVAUX PRATIQUES EN PARTANT DU GRAVILLON

4.1. Faire des mesures pourx = 1, x = 0.9,...... x = 0.4:

# on prend 4 kgde gravillon que l'on met dans une prouvette 16*32# Vs = 4 / MVRG, et par mesure de la hauteur restante on trouve le volume total V

eVv

Vs= =

-V Vs

Vs

4.2. Calcul de la masse de sable mettre pour passer x = 0.9:# x = G / (G+S) S = G (1-x) / x Masse = S * MVRS# par diffrence de hauteur, on trouve V

eV - (G + S)

G + S=

5. TRAVAUX PRATIQUES EN PARTANT DU SABLE

5.1. Faire des mesures pourx = 0, x = 0.1,...... x = 0.6:

# on prend 4 kgde sable que l'on met dans une prouvette 16*32# Vs = 4 / MVRS, et par mesure de la hauteur restante on trouve le volume total V

eVv

Vs= =

-V Vs

Vs

5.2. Calcul de la masse de gravillon mettre pour passer x = 0.1:

# x = G / (G+S) G = S * x (1-x) Masse = G * MVRG# par diffrence de hauteur, on trouve V

e V - (G + S)G + S

=

NOTES PERSONNELLES

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LES GRANULATSPARTIE

02page 25

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SOMMAIRE

Laboratoire

GENIE

CIVIL

LES GRANULATS :..

ANALYSE GRANULOMETRIQUE PARTAMISAGE :...

PROPRETE DES GRANULATS :...

PROPRETE SUPERFICIELLE :..

EQUIVALENT DE SABLE A 10% DE FINES :.

VALEUR DE BLEU DE METHYLENE :....

COEFFICIENT DAPLATISSEMENT :...

COEFFICIENT DABSORPTION DESGRANULATS :

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NOTES PERSONNELLES

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L E S G R A N U L A T S1. DEFINITIONS

# GRANULAT : Ensemble de grains de dimensions comprises entre 0 et 125mm.

# GRANULARITE: Distribution dimensionnelle des grains d'un granulat.

# GRANULOMETRIE ou ANALYSE GRANULOMETRIQUE: Dtermination dela granularit.

# COURBE GRANULOMETRIQUE : Elle traduit la distribution en masse desgrains par classe granulaire.

# FUSEAU GRANULOMETRIQUE : Zone dlimite par deux courbesgranulomtriques enveloppes, non scantes.

MODULE DE FINESSE du SABLE : Il est gal au 1/100 de la somme desrefus cumuls exprims en pourcentage sur les tamis de la srie

0,16 - 0,315 - 0,63 - 1,25 - 2,50 - 5,00 mm.

2. DIMENSIONS UTILISEES POUR LA CLASSIFICATIONS DESGRANULATS

On appelle CLASSE GRANULAIRE lintervalle d / D dans lequel d et Dreprsentent respectivement la plus petite et la plus grande des dimensions duproduit.

Les dimensions d / D sont choisies dans la srie 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

Ces dimensions correspondent la grosseur des grains dtermine parlanalyse granulomtrique par tamisage selon la norme P 18-560.

Cette dsignation des granulats en termes de dimensions infrieure ( d ) etsuprieure ( D ) de tamis admet que des grains puissent tre retenus sur letamis D et que dautres puissent passer au travers du tamis d, dans deslimites prcises selon leurs utilisations.

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3. CLASSIFICATIONS DES GRANULATS

3.1. Classification selon l'origine :

Les granulats sont dits :

# NATURELS, lorsqu'ils sont issus de roches meubles ou massives et qu'ils nesubissent au raitement autre que mcanique.

# ARTIFICIELS, lorsqu'ils proviennent de la transformation la fois thermique etmcanique de roches ou de minerais.

# RECYCLES, lorsquils proviennent de la dmolition d'ouvrages ou lorsquils sontrutiliss.

3.2. Classification suivant la granularit :

On distingue les familles de granulats suivantes:

FILLERS :......... 0 / D o D 2 mm avec au moins 70% de passant 0,063 mmSABLONS :...... 0 / D o D 1 mm avec moins de 70% de passant 0,063 mmSABLES :......... 0 / D o 1 < D 6,30 mmGRAVES :........ 0 / D o D > 6.3 mm

GRAVILLONS:. d / D o d 1 et D 125 mmBALLASTS :.... d / D o d 25 et D 50 mm

3.3. Classification selon la masse volumique relle MVRLes granulats sont dits :

# LEGERS lorsque MVR < 2 t / m3

# COURANTS lorsque MVR 2 t / m3

4. CARACTERISTIQUES DES GRANULATS

4.1. Caractristiques intrinsques :

Elles sont lies en gnral la qualit de la roche exploite. Entrent dans ce type decaractristiques : masse volumique relle, absorption deau, Los Angels, Micro-Deval,rsistance au polissage, friabilit des sables , etc.

4.2. Caractristiques de fabrication :

Elles rsultent en gnral des conditions de fabrication. Entrent dans ce type decaractristiques: granularit, aplatissement, angularit, propret des sables, propretsuperficielle des gravillons,etc.

Lindice et le rapport de concassage font partie des caractristiques de fabrication.

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5. ANGULARITE DES GRANULATS ALLUVIONNAIRES ET MARINS

5.1. Indice de concassage :

Cest le pourcentage dlments suprieurs au D du granulat labor contenu dans lematriau dorigine soumis au concassage.

5.2. Rapport de concassage :

Cest le rapport entre la plus petite dimension du gravillon dorigine soumis au premierconcassage et le D du granulat labor.

6. GRANULARITE ET FUSEAU GRANULOMETRIQUE

6.1. Incertitude des mthodes dessai (u ) :

Cette incertitude a t tablie partir des rsultats dun certain nombre dessais.

6.2. Valeur spcifie : infrieure (Vsi ) et suprieure (Vss ) :Suivant le nombre dessais de contrle effectus, chaque rsultat dessai, ou unecertaine proportion des rsultats dessais, doit tre conforme ces valeurs spcifies.

6.3. Etendue (e ) :

Domaine de variation du passant un tamis donn ou du module de finesse.

6.4. Fuseau de rgularit :

Pour chaque dimension de tamis utilis, il est tabli autour une valeur de passant Xrchoisie par le fournisseur en appliquant de part et dautre la moiti des tendues eindiques dans les tableaux suivants.

Ces valeurs deviennent alors les valeurs spcifies suprieures Vss et infrieure Vsi.

Vss = Xr + e/2

Vsi = Xr - e/2

Ltendue e est donc gale Vss - Vsi

Si ltendue nest pas fixe, le fuseau de rgularit est born par les Vss et Vsi donnesdans les tableaux suivants.

Les limites infrieure Li et suprieure Ls prcisent la zone dans laquelle doit se situer lefuseau de rgularit et dlimitent un fuseau appel Fuseau de spcifications.

6.5. Fuseau de fabrication :

Etabli sur la base dau moins 15 analyses datant de moins de 6 mois, le fuseau defabrication est dfini par les deux courbes granulomtriques enveloppes traces pour

chaque dimension de tamis partir de: Xf 1,25 sfXf moyenne des contrles du fournisseur

sf estimation de leur cart-type

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7. GRANULATS POUR CHAUSSEES : COUCHES DE FONDATION, DEBASE ET DE LIAISON

Pour chaque caractristique, les spcifications seront choisies parmi lescatgories suivantes. Sauf indication contraire, lappartenance une catgoriencessite de satisfaire simultanment toutes les conditions de cette catgorie.

7.1. Caractristiques intrinsques des gravillons et de la fractiongravillon des graves :

Catgorie LA + MDE ET LA ET MDE

Vss

B 35 25 20

C 45 ET 30 ET 25

D 55 35 30

E 80 45 45

F Pas de spcifications, mais Fiche Technique du Produitrenseigne

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7.2. Caractristiques de fabrication des gravillons :

Catgorie Passants ( % ) A(6) P(7)

2 D 1,58 D D (d+D)/2(2) d 0,63 d Vss

III

Li 85(1)

Ls 99

e 10

Li 30

Ls 70(3)

e 25

Li 1

Ls 15(5)

e 10

20 2

IV

Vsi100

Vsi 99 Li 80

Ls 99

e 15

Li 25

Ls 75(4)

e 35

Li 1

Ls 20

e 15

Vss 5

30 3

V Pas de spcifications, mais Fiche Technique du Produitrenseigne

(1) 80 si D 1,6d.

(2) Tamis le plus proche de lavaleur calcule

(3) Sapplique si D 2d.

(4) Sapplique si D 2,5d.

(5) 20 si D 1,6d.

(6) Les Vss de A sont majores de 5 points

si D 10 mm.

(7) Les Vss de P sont majores de 2 points

si VBF 10.

7.3. Caractristiques de fabrication des sablons, des sables et desgraves:

Catgorie Passants ( % )

Propretdes

sablonset dessables

PS ouVB (3)

Propretdes graves

PS ouVB0/D(3)

2 D 1,58 D D tamis (1)intermdiaire

0,08mm

Vsi ou Vss Vsi ou Vss

a Li 85 Ls 99 e 15 e 6 60 2 60 0,8

b Vsi 100 Vsi 99 e 10 50 2,5 50 0,8

c Li 80 Ls 99e 15

e 20 e 6(2) 40 3 40 1

d Pas de spcifications, mais Fiche Technique du Produit renseigne

(1) Au moins un, dfini par le producteur

(2) Pour les sables dont la teneur en fines moyenne est 15 % e=8

(3) VB selon norme EN 933-9

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8. GRANULATS POUR CHAUSSEES : COUCHES DE ROULEMENTUTILISANT DES LIANTS HYDROCARBONS

Pour chaque caractristique, les spcifications seront choisies parmi les catgoriessuivantes. Sauf indication contraire, lappartenance une catgorie ncessite de satisfairesimultanment toutes les conditions de cette catgorie.

8.1. Caractristiques intrinsques des gravillons:

Catgorie100CPA -(LA+MDE) ou

RPA -(LA+MDE)

100CPA ou RPA LA+MDE

Vsi Vsi Vss

A 30 38 et 50 58 et 30

B 15 ou 23 45 ou 53 40

C 5 13 45 53 50

Ce tableau intgre la rgle de compensation de 5 points entre 100 CPA, ou RPA et ( LA + MDE )


Catgorie Passants ( % ) A(3) P

2 D 1,58 D D (d+D)/2(2) d 0,63 d Vss

I Li 85(1) Li 30 Li 1 10 0,5

II Vsi 100 Vsi 99 Ls 99 Ls 70(3) Ls 15 Vss 5 15 1

III e 10 e 25 e 10 20 2(1) Si D 1,6d, Li = 80 D et Ls = 20 d

(2) Ne sapplique que si D 2d.

(3) Les Vss de A sont majores de 5 points si D 10 mm.

8.3. Caractristiques de fabrication des sablons et des sables:


Propret dessablons et des

sables

PS ou VB (2)

2 D 1,58 D D tamis (1)intermdiaire

0,08mm

Vsi ou Vss

a Vsi 100 Vsi 99 Li 80 Ls 99e 15

e 15 e 6 60 2

(1) Au moins un, dfini par le producteur

(2) VB selon norme EN 933-9

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9. GRANULATS POUR CHAUSSEES : Btons de ciment


9.1. Caractristiques intrinsques des gravillons:

Catgorie 100 CPA -(LA+MDE) ou RPA -(LA+MDE)

Vsi

100 CPA ou RPA

Vsi

LA+MDE

Vsi

B (1) 15 ou 23 45 ou 53 40

C --- --- 45

D --- --- 55

(1) Cette catgorie intgre la rgle de compensation de 5 points entre 100 CPA, ou RPA et ( LA +MDE )


Catgorie Passants ( % ) A(4) P

2 D 1,58 D D (d+ D)/2 (2) d 0,63 d Vss

III Vsi 100 Vsi 99 Li 85(1)

Ls 99

e 10

Li 30

Ls 70

e 25

Li 1

Ls 15(3)

e 10

Vss 5 20 2

(1) Li 80 si D 1,6d.(2) Ne sapplique que si D 2d.(3) Ls 20 si D 1,6d.(4) La Vss de A est porte 25 si D10 mm.

9.3. Caractristiques de fabrication des sablons et des sables:

CatgoriePassants ( % )

MF

Propret dessablons et des

sables

PS ou VB 0/D(3)

2 D 1,58 D D 0,08 mm Vsi ou Vss

a1 Vsi 100 Vsi 99 Li 80 Ls 99e 10

Ls 12e 3(2)

e0,6

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, rsultat exprim sur le 0/D)

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10. GRANULATS POUR BETONS HYDRAULIQUES


10.1. Caractristiques applicables aux gravillons:

10.1.1. Los Angels: LA

Catgorie Vss

LAA 30

LAB et LAC 40

LAD 50

10.1.2. Sensibilit au gel: GLes granulats de catgories GA, GB et GC sont non glifs.

10.1.3. Granularit: Gr


2 D 1,58 D D (d+ D)/2 (1) d 0,63 d

GrA Li 80Ls 99

Li 25 Ls 75

e 25

Li 1

Ls 20

GrB Vsi 100 Vsi 99 e 15 Li 20Ls 80 e 15 Vss 5

GrC e 19 e 40 e 19

GrD Pas de spcifications, mais Fiche Technique du Produitrenseigne

(1) Sapplique si D 2,5 d.

10.1.4. Propret: P: Vss 1,5

Cette valeur est porte 3 pour les gravillons de roches massives et pour les

gravillons dextraction alluvionnaire et marine dIC 50 si VBF 1010.1.5. Coefficient dAplatissement: A

Catgorie Vss

AA 20

AB et AC 30

AD 40

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10.2. Caractristiques applicables aux sables:

10.2.1. Granularit: Gr Le fuseau de fabrication figure sur la F T P

Catgorie Passant ( % )

2 D 1,58 D D

GrA GrD Vsi 100 Vsi 99 Vsi 85 Vss 9910.2.2. Module de finesse: MF

Catgorie MF

MFA Li 1,8 e 0,6

MFB Ls 3,2 e 0,7

MFC e 0,7

MFD e 0,8

10.2.3. Teneur en fines: fde la fraction 0/4 mm

Catgorie Passant (%) au tamis de 0,08 mm

fA 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 spcifications mais FTP

renseigne

10.2.4. Propret: PS ou VB

PS ( % ) ou

Catgorie Sables dextractionalluvionnaire etmarine (IC < 50)

Autressables

VB0/D(g)

PSA Vsi 65 Vsi 60 Vss 1

PSB, PSCetPSD Vsi 60 Vsi 50

NORMES CONSULTER :

XP P 18 - 540 : Granulats - Dfinitions, conformit, spcifications

NOTES PERSONNELLES

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A N A L Y S E G R A N U L O M E T R I Q U E P A RT A M I S A G E1. DFINITIONS

L'analyse granulomtrique consiste dterminer la distribution dimensionnelledes grains constituants un granulat dont les dimensions sont comprises entre0,063 et 125 mm.

On appelle :

* REFUSsur un tamis : quantit de matriau qui est retenue sur le tamis.

* TAMISAT ( ou passant ) : quantit de matriau qui passe travers letamis.

2. PRINCIPE DE L'ESSAI

L'essai consiste fractionner au moyen d'une srie de tamis un matriau en plusieursclasses granulaires de tailles dcroissantes.

Les masses des diffrents refus et tamisats sont rapportes la masse initiales dematriau. Les pourcentages ainsi obtenus sont exploits sous forme numrique et sousforme graphique.

3. MODE OPERATOIRE

3.1. Dimensions des tamis utiliss pour la classification desgranulats :

0.063 0.080 0.100 0.125 0.160 0.200 0.250 0.315 0.400

0.500 0.630 0.800 1.00 1.25 1.60 2.00 2.50 3.15

4.00 5.00 6.30 8.00 10.00 12.50 14.00 16.00 20.00

25.00 31.50 40.00 50.00 63.00 80.00 100.00 125.00

Les dimensions de mailles et le nombre de tamis sont choisis en fonction de la nature del'chantillon et de la prcision attendue.

Le tamis de 0.063 est peu utilis. Pour les petits granulats - jusqu' 5 mm - on utiliseles tamis de 3 en 3 partir de 0.080 mm . ( Srie permettant la dtermination dumodule de finesse )

A partir de 5 mm, tous les tamis doivent tre utiliss.

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3.2. Prparation de l'chantillon :

La masse d'chantillon pour l'essai doit tre telle que : M > 0,2 D

avec M en kilogrammes et D, plus grande dimension des grains, en millimtres.

L'essai s'effectue sur le matriau le teneur en eau laquelle il se trouve, afin d'viterune perte de temps pour schage, un risque de perte d'lments fins du matriau, etc...

Il faut prparer 2 chantillons :

# L'un de masse M1h pour dterminer la masse sche de l'chantillon soumis

l'analyse granulomtrique,

# L'autre de masse Mh pour effectuer cette analyse.

3.3. Dtermination de la masse sche de l'chantillon :

# Pese de l'chantillon M1h,

# Schage l'tuve, sur plaque chauffante ou au four,

# Pese de l'chantillon sec : M1s

# La masse sche Ms de l'chantillon soumis l'analyse granulomtrique estcalcule de la manire suivante :

M1sMs = -------- * Mh

M1h

3.4. Lavage de l'chantillon :

# L'chantillon humide est vers sur un ou plusieurs tamis de dcharge, protgeantle tamis de lavage.

# La maille du tamis de lavage correspond la plus petite maille de la colonneutilise pour l'analyse granulomtrique. ( 0,080 mm pour du sable, 4 ou 5 mm pourdu gravillon ).

# On lave le matriau, en veillant ce que l'eau ne dborde pas du tamis de lavage.Le tamisat est en principe limin avec les eaux de lavage.

# Le refus rcupr est sch: soit Ms1 sa masse

3.5. Tamisage de l'chantillon :# Verser le matriau lav et sch dans la colonne de tamis. Cette colonne estconstitue par l'embotement des tamis, en les classant de haut en bas dans l'ordrede mailles dcroissantes, et en ajoutant un fond plein et un couvercle.

# Agiter manuellement ou mcaniquement cette colonne, puis reprendre un un lestamis en adaptant un fond et un couvercle. Agiter chaque tamis.

# Verser le tamisat recueilli sur le fond sur le tamis immdiatement infrieur.

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3.6. Peses :

# Le refus maximum admissible sur chaque tamis doit tre infrieur :

* 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 immdiatement infrieur. Soit R2 la masse durefus cumul.

# Poursuivre la mme opration avec tous les tamis de la colonne pour obtenir lesmasses des diffrents refus cumuls

# Peser le tamisat sur le fond . Soit Tn sa masse.

3.7. Calculs :

# Les rsultats sont ports sur une feuille d'essai ( voir modle sur la norme )

# Les masses des diffrents refus cumuls Ri sont rapportes la masse totale del'chantillon pour essai sec Ms.

# Les pourcentages de refus cumuls ainsi obtenus,

Ri------- * 100Ms

sont inscrits sur la feuille d'essai. Les pourcentages de tamisats correspondants sontgaux :

Ri100 - {------- * 100}

Ms

3.8. Validit de l'analyse :

La somme des masses Rn et Tn ne doit pas diffrer de plus de 2 % de la masse Ms1.

3.9. Trac de la courbe granulomtrique :

Il suffit de porter les divers pourcentages des tamisats ou des diffrents refus cumulssur une feuille semi-logarithmique :

* en abscisse : les dimensions des mailles, chelle logarithmique

* en ordonne : les pourcentages sur une chelle arithmtique.

La courbe doit tre trace de manire continue et peut ne pas passer par tous les points

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2.20

4. INTERPRETATION DES COURBES

La forme de la courbe granulomtrique obtenue apporte les renseignements suivants :

# Les dimensions d et D du granulat ( voir cours : " LES GRANULATS "),# La plus ou moins grande proportion d'lments fins,

# la continuit ou la discontinuit de la granularit.

Sable majorit de grains fins Sable normal

Sable plutt grossier Gravillon 5 / 10 granulomtriecontinue

Gravillon 8 / 25 granulomtrie discontinue

5. FUSEAUX GRANULAIRES DE GEORGES DREUX

SABLESADMISSIBLES Prfrentiel

un peu trop fin un peu trop

FUSEAUX1.80 2.202.20 2.802.80 3.20

ABC

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MODULE DE FINESSE


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6. MELANGE DE DEUX SABLES

Le sable est l'lment ayant sur le bton, selon ses qualits, 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 mlangeant plusieurs sables.

On utilise pour cela la rgle 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 Mfle module de finesse du mlange obtenir.

Mf -

Mf2

Proportion de sable S1 : -------------

Mf1 -

Mf2

Mf1 - Mf

Proportion de sable S2 : -------------

Mf1 -

Mf2

Tracer ensuite la courbe granulomtrique du mlange en appliquant les pourcentages pourchacun des tamis.

NORMESCONSULTER :

P 18 - 560 : Granulats - Analyse granulomtrique par tamisage

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P 18 - 540 : Granulats - Dfinitions - Conformit - Spcifications.P 18 - 553 : Granulats - Prparation d'un chantillon pour essai

P R O P R E T D E S G R A N U L A T S1. DEFINITIONS - GENERALITES

Tous les granulats contiennent plus ou moins d' impurets ayant un effet nfaste sur lesqualits principales du bton : rsistance, impermabilit, durabilit.

Certaines impurets sont prohibes : elles perturbent les rsultats au-del des limitespermises, mme l'tat de traces. Ce sont essentiellement :

* Les particules de charbon, de bois ou leurs rsidus,

* Les particules adhrentes d'argile qui isolent le granulat du liant.

D'autres sont tolres dans certaines limites :

* Les lments trs fins, s'ils sont en grains de moins de 0,5 cm3 etrgulirement rpartis dans la masse du granulat,

* Les matires organiques, trs fines, dont la dtection se fait parl'intermdiaire de produits chimiques dont la raction fait apparatre unecoloration qui, au bout de 24 heures, ne doit pas tre plus fonce qu'unecoloration type,

* Les sulfates et sulfures, qui provoquent la dsagrgation du bton paraugmentation du volume des parties qui les contiennent.

L'influence des lments fins dans un bton est importante :

* Il faut plus d'eau pour mouiller des lments fins que pour les gros granulats.La rsistance d'un bton varie dans le mme sens que le rapport C/E. Unsable contenant beaucoup d'lments fins conduira une faible valeur de C/Eet donc une moindre rsistance du bton,

* L'eau de gchage ainsi mise en plus s'vaporera au cours du durcissement :retrait plus important et risques de fissures,

* Les lments fins et l'eau forment une boue qui gne l'adhrence du liant.

2. PRINCIPAUX ESSAIS PERMETTANT DE DETERMINER LA PROPRETSUPERFICIELLE DES GRANULATS

La propret superficielle des granulats est dtermine selon diffrents essais, en fonctiondes classes granulaires et des besoins. On se contentera de retenir les essais suivants :

# Norme P 18 - 591 : Granulats - Dtermination de la propret superficielle

# Norme P 18 - 597 : Granulats - Dtermination de la propret des sables :quivalent de sable 10 % de fines

# Norme Europenne EN 933-9 : Essais pour dterminer les caractristiquesgomtriques des granulats - Partie 9: Qualification des fines - Essai au bleu demthylne

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P R O P R E T E S U P E R F I C I E L L E1. DEFINITIONS

Il s'agit de dfinir le mode opratoire pour la dtermination de la propretsuperficielle des granulats d'origine naturelle ou artificielle, dont D est suprieur 2 mm.

La propret superficielle est dfinie comme tant le pourcentage pondral departicules infrieures 0,5 mm ( ou 1,6 mmpour les ballasts ) mlanges ouadhrentes la surface des granulats dont D> 2 mm.

Ces particules sont spares par lavage sur le tamis correspondant.


2.1. Appareillage

# tamis de 0,5 mm ou1,6 mm,

# balance,

# tuve rgle 105 C

2.2. Excution de l'essai

# la masse M de l'chantillon doit tre telle que : M>0,2D. ( avec M en kget D en mm )

# prparer 2 chantillons:

* l'un de masse M1h pour dterminer la masse sche del'chantillon

* l'autre de masse Mh pour dterminer la masse sche deslments infrieures 0,5 mm ( ou 1,6 mm )

2.2.1. Dtermination de la masse sche de l'chantillon

# scher l'chantillon M1h l'tuve 105 C.Soit M1s sa masse sche.

# la masse sche Ms de l'chantillon soumis l'essai de propret est:

M1sMs = ------ * Mh

M1h

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2.2.2. Dtermination de la masse sche des lments infrieurs 0,5 mm ou 1,6mm

# effectuer l'essai sur le matriau la teneur en eau laquelle il se trouve.

# tamiser sous eau l'chantillon Mh

sur le tamis de0,5 mm ou 1,6 mm.

# rcuprer le refus et le scher l'tuve. Soit m' sa masse sche.

# la masse sche des lments infrieurs 0,5 mm ou 1,6 mm est gale:

m = Ms - m'

# la propret superficielle est donne par :

m

P = ----- * 100Ms

3. INTERPRTATION DES RESULTATS

Voir normeXP P 18-540 et cours LES GRANULATS page 27

NORMES CONSULTER :

P 18 - 540 : Granulats - Dfinitions, Conformit, Spcifications.

P 18 - 591 : Granulats - Dtermination de la propret superficielle

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E Q U I V A L E N T D E S A B L E A 1 0 % D EF I N E S1. GENERALITESL'essai d' EQUIVALENT DE SABLE A 10 % DE FINES permet de mesurer lapropret d'un sable sur la fraction passant au tamis de 2 mm, et dont la proportiondes lments fins passant au tamis de 0.08 mm a t ramene 10 % l'aide d'unsable correcteur si ncessaire, et d'en dterminer l'importance par une valeurnumrique exprimant le rapport volumtrique entre les lments sableux quisdimentent et les lment fins qui floculent.

2. MATERIEL UTILIS

# Tamis de 0.08 et 2 mm d'ouverture de mailles avec fond,

# Autre matriel identique celui de l'EQUIVALENT DE SABLE.

3. PREPARATION DES ECHANTILLONS

Si l'chantillon pour laboratoire n'est pas humide, il faut l'humidifier afin d'viter lespertes de fines.

Tamiser le sable sur le tamis de 2 mm, laver le refus en utilisant le moins d'eaupossible.

Scher le passant 0 / 2 mm obtenu sans atteindre l'tat sec. La masse de l'chantillondoit tre de 1,500 kgenviron. Prparer quatre chantillons :

# Un pour dterminer rapidement la teneur en eau de l'chantillon,# Un pour la prparation du sable correcteur et la dtermination de la teneur enfines,

# Deux pour la prparation des chantillons pour essai.

4. PRPARATION DU SABLE CORRECTEUR

# Tamiser sous eau le deuxime chantillon de masse Mh2 sur le tamis de0.08 mm.

# Scher et peser le refus et dterminer la teneur en fines fdu sable; Ce refusde masse ms servira de sable correcteur.

ms ( 100 + )f= 100 - -------------------

Mh2

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La masse msc en grammes de sable correcteur ( refus sec 0.08 mm ) ajouterpour la prparation d'un chantillon pour essai est :

1200msc = 120 - --------

f

# Si fest infrieur 11 %, pas de correction : la masse de chaque chantillon engrammes est :

120 * ( 1 + )# Si fest suprieur 11 % , prendre une masse en grammes gale :

1200msc + --------- * ( 1 + )

f

5. MODE OPRATOIRE

# Siphonner la solution lavante jusqu'au repre infrieur,

# Verser soigneusement l'aide de l'entonnoir la quantit de sable voulue,correspondant 120 gde sable sec,

# Frapper fortement la base de l'prouvette sur la paume de la main pourliminer les bulles d'air,

# Laisser reposer10 mn,

# A la fin de cette priode de dix minutes, boucher l'prouvette puis la fixersur la machine d'agitation. Faire subir l'prouvette 90 cycles en 30secondes.

# Remettre l'prouvette sur le plan de travail et laver le sable. Pour cela,descendre le tube laveur dans la masse du sable et faire remonter lesparticules fines.

# Sortir le tube laveur lorsque le niveau atteint le trait suprieur,

# Laisser reposer20 mm en vitant toute vibration,

# Au bout des 20 minutes, mesurer l'aide du rglet la hauteurh1 duniveau suprieur du floculat au fond de l'prouvette,

# Descendre doucement le piston tar dans le liquide travers le floculatjusqu' ce qu'il repose sur le sable.

# Bloquer le manchon coulissant .Mesurerh2 entre la face suprieuredu manchon et la face infrieure de la tte du piston,

# Arrondir ces hauteurs au millimtre le plus proche.

# Noter la temprature.

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6. EXPRESSION DES RSULTATS

La propret du sable est donne par la formule :

h2PS = 100 * ------

h1

Ces rsultats sont calculs avec une dcimale.

La dtermination se faisant sur 2 essais, on retient la moyenne arithmtiquearrondie l'entier le plus proche.



NORMES CONSULTER :


P 18 - 597 : Granulats - Dtermination de la propret des sables : Equivalent de sable 10 % de fines

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E S S A I A U B L E U D E M T H Y L N E1. DFINITION

Il s'agit de mesurer la capacit des lments fins d'un sable adsorber du bleu demthylne.

Les argiles contenues dans un sable ont la proprit de fixer le bleu de mthylneproportionnellement leur surface spcifique.

Il sagit de dterminer la valeur de bleu de mthylne de la fraction 0/2 mm dans lessables et les tout-venant ( MB )

2. APPAREILLAGE

# Agitateur ailettes, vitesse entre 400 et 800 tours / min.,# Burette de 50 mlgradue 0,1 ml,

# Papier filtre sans cendre,

# Baguette de verre,

# Bcher de 1,2 ou 3 litres,

# Appareillage courant : balance 0,1 g, chronomtre, spatule, pissette, tamisde 2 mm, etc...

3. PRODUITS UTILISS# Solution de bleu de mthylne 1 % soit 10 g / litre,

# (Eventuellement ) Kaolinite sche 105 C, de valeur de bleu MBK connue

4. PRPARATION DES PRISES DESSAI

# Les chantillons doivent tre, si ncessaire, rduits pour obtenir unchantillon contenant au moins 200 gde la fraction 0/2 mm,

# Scher lchantillon de laboratoire jusqu masse constante et laisser

refroidir,

# Passer lchantillon de laboratoire sch au tamis de 2 mm, utiliser unpinceau pour bien rcuprer toutes les particules de la fraction 0/2 mm,

# Peser la prise dessai, qui doit dpasser200 g, et noter sa masse M1, augramme prs,

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5. MODE OPRATOIRE

# Mettre 500 mld'eau distille dans le bcher, et ajouter la prise dessaische en remuant bien avec la spatule,

# Agiter la solution de colorant et remplir la burette,# Rgler l'agitateur sur la vitesse de 600 tours/min. et positionner lesailettes environ 10 mm du fond du bcher.

# Mettre en marche lagitateur et dclencher le chronomtre. Agiter lecontenu du bcher pendant 5 min. 600 tours/min., puis 400 tours/min.pendant toute la dure de l'essai,

# A l'aide de la burette, introduire 5 mlde solution colore. Agiter 400tours/min. pendant au moins 1 min. et effectuer le test la tache,

# Prlever une goutte de suspension l'aide de la baguette de verre et ladposer sur le papier filtre, pralablement pos sur le dessus dun bcherou autre support, de faon ce que la plus grande partie de la surface nesoit pas en contact evec du solide ou du liquide,

# Le test la tache est ngatiftant que celle-i est de couleur uniforme.Il est positif lorsque apparat une aurole bleu-clair autour de la partiesombre,

# Ds que le test est positif, effectuer des tests toutes les minutes sans

ajouter de solution,

# Si l'aurole disparat avant la cinquime minute, on rajoute 2 ml desolution et on effectue les tests toute les minutes, jusqu' ce que le testdemeure positif pendant 5 minutes conscutives,

# Noter le volume total de solution de colorant, V1, ajout pour obtenircette aurole.

6. EXPRESSION DES RSULTATS

La valeur de bleu des fines MB exprime en grammes de colorant parkgde fraction 0/2 mm est :

MBV1

M1

x10=V1 : volume total de solution colore injecte en

millilitres

M1 : masse de la prise dessai, en grammes

Noter la valeur MB 0,1 g prs de colorant par kg de fraction 0/2 mm

7. VALEUR DE BLEU SUR LA FRACTION 0/0,125 mm

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Il est parfois demand de dterminer la valeur de bleu de mthylne sur lafraction 0/0,125 mm.

Le mode opratoir est identique, il suffit de tamiser le sable ou la grave surun tamis de 0,125 mm. La prise dessai de masse M1 doit tre de 30 g

La valeur de bleu de mthylne MBF en grammes de colorant parkgdela fraction 0/0,125 mm est:

MBFV1

M1

x10=V1 : volume total de solution colore injecte en

millilitres

M1 : masse de la prise dessai, en grammes

Noter la valeur MBF 0,1 g prs de colorant par kg de fraction 0/0,125 mm



NORMES CONSULTER :


EN 933-9 : Qualification des fines - Essai au bleu de mthylne.

C O E F F I C I E N T D ' A P L A T I S S E M E N Tpage 50

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1. DFINITIONS

Il s'agit de dterminer le coefficient d'aplatissement d'un chantillon de granulatsd'origine naturelle ou artificielle dont les dimensions sont comprises entre 4 et50 mm.

La forme d'un lment est dfinie par 3 dimensions principales:* Longueur L : le plus grand cartement d'un couple de plans tangentsparallles.

* Epaisseur E : le plus petit cartement d'un couple de plans tangentsparallles.

* Grosseur G : dimension de la maille carre minimale travers laquellepasse l'lment.

Le coefficient d'aplatissement A est le pourcentage des lments tels que :

G-- > 1,58E


L'essai consiste effectuer un double tamisage:

# Tamisage sur tamis mailles carres, pour classer l'chantillon tudi

en diffrentes classes d/D ( avec D = 1,25 d ), suivant leur grosseurG.# Puis tamisage des diffrentes classes granulaires d/D, sur des grilles fentes parallles d'cartement d/1,58.

2.1. Appareillage

# Pour le premier tamisage, on utilise les tamis maille carre d'ouverture :

50 - 40 - 31,5 - 25 - 20 - 16 - 12,5 - 10 - 8 - 6,3 - 5 - 4 mm

# Pour la dtermination du coefficient d'aplatissement de chaque classe

granulaire, on utilise une srie de grilles dont les espacement intrieurs desbarres sont respectivement de :

31,5 - 25 - 20 - 16 -12,5 - 10 - 8 - 6,3 - 5 - 4 - 3,15 - 2,5 mm


# Effectuer le tamisage de l'chantillon par voie sche, recueillir et peserchaque fraction d/D.

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# Ensuite tamiser manuellement chaque classe granulaire obtenue sur unegrille dont l'cartement E entre les barres est dfini par un tableau decorrespondance ( voir feuille de rsultats )

# Peser les passants et reporter les rsultats sur la feuille d'essai.

3. INTERPRETATION DES RESULTATS


NORMES CONSULTER :P 18 - 540 : Granulats - Dfinitions - conformit - spcifications.P 18 - 560 : Granulats - Analyse granulomtrique par tamisageP 18 - 561 : Granulats - Mesure du coefficient d'aplatissement

C O E F F I C I E N T D ' A B S O R P T I O N D E SG R A N U L A T S1. DFINITIONS

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Il s'agit de dterminer le coefficient d'absorption d'eau des granulats d'origine naturelle ouartificielle utiliss dans les domaines du btiment et du gnie civil.

La quantit d'eau pouvant tre absorbe par les granulats pendant le malaxage peutconduire une perte de maniabilit, voir un manque d'hydratation des liants. Il faudradonc, si les granulats sont poreux, effectuer les corrections sur le dosage en eau.

Le coefficient d'absorption d'eau est dfini comme le rapport de l'augmentation de masse de

l'chantillon entraine par une imbibition partielle en eau, la masse sche de l'chantillon.Cette imbibition partielle est obtenue par immersion de l'chantillon dans l'eau pendant 24heures 20C la pression atmosphrique.

2. COEFFICIENT D'ABSORPTION D'EAU DES GRAVILLONS


# La masse de l'chantillon sa teneur en eau en l'tat doit tre telle que

M > 0,2 D

# Laver l'chantillon sur le tamis de 4 mm. Scher le refus l'tuve, le laisserrefroidir et le peser: soit Ms sa masse.

# Immerger l'chantillon dans l'eau pendant 24 h 20C la pressionatmosphrique.

# Peser ensuite l'chantillon aprs l'avoir pong soigneusement avec un chiffonabsorbant, les gros lements tant essuys individuellement. Soit Ma sa masse.

2.2. Expression des rsultats

# Le coefficient d'absorption d'eau en % du gravillon est:

Ab = Ma - MsMs

x100

3. COEFFICIENT D'ABSORPTION D'EAU DES SABLES


# La masse de l'chantillon sa teneur en eau en l'tat doit tre telle que

500 g < M < 1000 g

# Scher l'chantillon l'tuve, le laisser refroidir et le peser: soit Ms sa masse.

# Immerger l'chantillon dans l'eau pendant 24 h 20C la pressionatmosphrique, en utilisant le minimum d'eau.

# Etaler l'chantillon sur une surface plane, non absorbante, ceci pour liminer l'eauexcdentaire. Exposer le sable un flux d'air chaud en le remuant pour assurer unschage uniforme et en veillant ne perdre aucun lment du sable.

# Continuer l'opration jusqu' ce que l'chantillon approche de l'tat "d'coulementlibre"(grains libres de toute attraction capillaire).

# Placer alors une partie de l'chantillon de sable, sans le tasser, dans le moule tenufermement pos sur une surface lisse non absorbante, la section de grand diamtreen bas. Le remplir jusqu'en haut.

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# Damer lgrement la surface 25 fois et retirer le moule verticalement. Si l'humiditde surface demeure, l'chantillon garde la forme du moule.

# Continuer alors scher la totalit de l'chantillon en le remuant constamment eten faisant des essais intervalles rguliers, jusqu' ce que l'chantillon dams'affaisse au moment du dmoulage. On a alors atteint l'tat imbib surface sche.

# Peser la totalit de l'chantillon. Soit Ma sa masse.

3.2. Expression des rsultats# Le coefficient d'absorption d'eau en % du sable est:

Ab =Ma - Ms

Msx100

4. DETERMINATION DE LA MASSE DANS L'EAU DE L'ECHANTILLONIMBIBE


# Immdiatement aprs la pese, introduire la totalit de l'chantillon imbib dans lepycnomtre ou le flacon, et remplir avec de l'eau 20C jusqu' environ 90% de lacapacit du flacon.

# Remuer et agiter le pycnomtre pour liminer les bulles d'air.

# Complter la quantit d'eau jusqu'au repre de contenance choisi. Peserl'ensemble : pycnomtre + chantillon + eau, soit M'1 cette masse.

# Retirer l'chantillon du pycnomtre, le rincer et le peser rempli d'eau 20Cjusqu'au repre de contenance choisi, soit M'2 cette masse.

# La masse dans l'eau de l'chantillon imbib est:

M ' a = M ' 1 - M ' 2

4.2. Expression des rsultats

# La masse volumique relle en kg / dm3 est:MVR =Ms

Ma - M ' a

# La masse volumique relleimbibe en kg / dm3 est:MVRi =Ma

Ma - M ' a

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